DE102007048328B4 - Constant velocity fixed joint - Google Patents

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Abstract

Gleichlauffestgelenk, umfassendein Gelenkaußenteil (2), das an seinem Innenumfang eine Käfigführungsfläche (7) sowie eine Vielzahl von Kugellaufrillen (9) aufweist,ein Gelenkinnenteil (3), das an seinem Außenumfang eine Käfigführungsfläche (8) sowie eine Vielzahl von Kugellaufrillen (10) aufweist,einen zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und dem Gelenkinnenteil (3) angeordneten Käfig (4), der zwischen den Käfigführungsflächen (7, 8) des Gelenkaußenteils (2) und des Gelenkinnenteils (3) geführt ist, undKugeln (6), die jeweils in einem Fenster (5) des Käfigs (4) angeordnet und durch diesen in einer Gelenkmittelebene (E) gehalten sind und mit den Kugellaufrillen (9, 10) des Gelenkaußenteils (2) und des Gelenkinnenteils (3) zur Drehmomentübertragung in Eingriff stehen,dadurch gekennzeichnet, dassbei gestrecktem Gelenk zwischen einer Käfigführungsfläche (7, 8) und der zugehörigen Gegenfläche (12, 13) des Käfigs (4) drei Schmierstoffspalte (S1, S2, SM) gebildet werden, die durch lokal verjüngte Radialabstände zwischen der Käfigführungsfläche (7, 8) und der Gegenfläche (12, 13) des Käfigs (4) in Axialrichtung des Gelenks gegeneinander abgegrenzt sind, wobei ein mittlerer Schmierstoffspalt (SM) zwischen zwei seitlichen Schmierstoffspalten (S1, S2) angeordnet ist, welche sich jeweils in Richtung des mittleren Schmierstoffspalts (SM) verjüngen, und der mittlere Schmierstoffspalt (SM) sichelförmig ausgebildet ist und sich zu seinen beiden axialen Enden hin kontinuierlich verjüngt.Constant velocity fixed joint, comprising an outer joint part (2) which has a cage guide surface (7) and a plurality of ball running grooves (9) on its inner circumference, an inner joint part (3) which has a cage guide surface (8) and a large number of ball running grooves (10) on its outer circumference. has a cage (4) arranged between the outer joint part (2) and the inner joint part (3), which is guided between the cage guide surfaces (7, 8) of the outer joint part (2) and the inner joint part (3), and balls (6) which are each arranged in a window (5) of the cage (4) and are held by this in a joint center plane (E) and are in engagement with the ball grooves (9, 10) of the joint outer part (2) and the joint inner part (3) for torque transmission, characterized in that, when the joint is extended, three lubricant gaps (S1, S2, SM) are formed between a cage guide surface (7, 8) and the associated counter surface (12, 13) of the cage (4), which are tapered by locally Radial distances between the cage guide surface (7, 8) and the mating surface (12, 13) of the cage (4) are delimited from one another in the axial direction of the joint, a central lubricant gap (SM) being arranged between two lateral lubricant gaps (S1, S2) which each taper in the direction of the central lubricant gap (SM), and the central lubricant gap (SM) is sickle-shaped and tapers continuously towards its two axial ends.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichlauffestgelenk nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a constant velocity fixed joint according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Gleichlauffestgelenke werden unter anderem in Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um eine Drehmomentübertragung mit Winkelausgleich zu ermöglichen. Bei frontgetriebenen Kraftfahrzeugen wird in der Regel auf der Radseite ein Gleichlauffestgelenk vorgesehen, während auf der Getriebeseite ein Verschiebegelenk, beispielsweise ein Kugelverschiebegelenk oder ein Tripode-Verschiebegelenk angeordnet wird, das neben einem Winkelausgleich zusätzlich einen Axialausgleich ermöglicht.Such fixed constant velocity joints are used, among other things, in cardan shafts of motor vehicles in order to enable torque transmission with angular compensation. In front-wheel drive vehicles, a constant velocity fixed joint is usually provided on the wheel side, while a sliding joint, for example a spherical sliding joint or a tripod sliding joint, is arranged on the gear side, which in addition to angular compensation also enables axial compensation.

Im Betrieb kommt es vor allem bei einer Beugung des Gelenks zu Verlusten in Bezug auf die übertragene Leistung, die sich an einem Kraftfahrzeug durch einen tendenziell erhöhten Kraftstoffverbrauch sowie einen erhöhten CO2-Ausstoß bemerkbar machen.In operation, especially when the joint is flexed, there are losses in terms of the transmitted power, which are noticeable in a motor vehicle through a tendency towards increased fuel consumption and increased CO 2 emissions.

Die Leistungsverluste, die vorwiegend durch Reibung bedingt sind, führen überdies zu einer Erwärmung des Gelenks, wodurch bei einem sehr hohen Leistungsdurchsatz und geringer Wärmeabfuhr eine Schädigung des Gelenks auftreten kann.The power losses, which are mainly due to friction, also lead to the joint heating up, which can damage the joint with a very high power throughput and low heat dissipation.

Bei üblichen Einbaulagen weisen herkömmliche Gelenkwellen einen Wirkungsgrad von circa 99% bis 99,5% auf. An den an Kraftfahrzeugen als Seitenwellen eingesetzten Gelenkwellen entfällt die größte Verlustleistung in der Regel auf das Gleichlauffestgelenk.With normal installation positions, conventional cardan shafts have an efficiency of around 99% to 99.5%. On the cardan shafts used as side shafts on motor vehicles, the greatest power loss is generally due to the constant velocity fixed joint.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlauffestgelenk mit geringeren Reibungsverlusten zu schaffen.Based on this, the invention is based on the object of creating a constant velocity fixed joint with lower friction losses.

An Festgelenken der eingangs genannten Art verursachen innere Axialkräfte zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Käfig sowie dem Gelenkinnenteil und dem Käfig Reibung. Untersuchungen zeigen, dass etwa 80% der Reibung an den Käfigführungsflächen entsteht, obwohl diese an der Drehmomentübertragung nicht unmittelbar beteiligt sind.On fixed joints of the type mentioned at the outset, internal axial forces between the outer joint part and the cage and between the inner joint part and the cage cause friction. Studies show that around 80% of the friction occurs on the cage guide surfaces, although they are not directly involved in torque transmission.

Bei herkömmlichen Gleichlauffestgelenken sind die Käfigführungsflächen oftmals als Kugelflächen ausgebildet. In weiteren Ausführungsformen sind lediglich die axialen Endbereiche sphärisch ausgebildet, während an dazwischenliegenden Bereichen geringfügig von der Kugelform abgewichen wird, so dass dort Spalte zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil bzw. Gelenkinnenteil entstehen und ein Kontakt im Bereich der Selbsthemmung vermieden wird.In conventional constant velocity fixed joints, the cage guide surfaces are often designed as spherical surfaces. In further embodiments, only the axial end areas are spherical, while the areas in between deviate slightly from the spherical shape, so that there are gaps between the cage and the outer joint part or inner joint part and contact in the area of self-locking is avoided.

Aus Seherr-Thoss, Schmelz, Auktor: Gelenke und Gelenkwellen, ISBN 3-540-41759-1, ist ferner bekannt, am Außenumfang des Käfigs einen Krümmungsradius vorzusehen, der durchgängig größer als der Abstand zum Gelenkbeugezentrum ist. In gleicher Weise ist am Innenumfang des Käfigs der Krümmungsradius durchgängig gegenüber dem Abstand zum Gelenkbeugezentrum verringert. In Zusammenwirkung mit sphärischen Kugelführungsflächen am Gelenkaußenteil und am Gelenkinnenteil ergeben sich so sichelförmige Spalte zwischen den einzelnen Komponenten.From Seherr-Thoss, Schmelz, Auktor: Joints and joint shafts, ISBN 3-540-41759-1, it is also known to provide a radius of curvature on the outer circumference of the cage that is consistently greater than the distance from the center of the joint flexion. In the same way, the radius of curvature on the inner circumference of the cage is continuously reduced compared to the distance from the center of flexion of the joint. In cooperation with spherical ball guide surfaces on the outer joint part and on the inner joint part, sickle-shaped gaps are thus produced between the individual components.

Ein nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist aus US 6,280,337 B1 bekannt. Dieses weist am Gelenkaußenteil zur Käfigführung einen lasttragenden konischen Rampenabschnitt auf, an welchen eine Ausnehmung anschließt. Gleichermaßen weist der Käfig an seinem Innenumfang einen lasttragenden konischen Rampenabschnitt zur Abstützung gegen das Gelenkinnenteil auf. Auch an diesen konischen Rampenabschnitt schließt eine Ausnehmung an. Die Ausnehmungen dienen dazu, die Schmierung des Gelenks zu verbessern.One according to the preamble of claim 1 is off US 6,280,337 B1 known. This has a load-bearing conical ramp section on the outer joint part for guiding the cage, to which a recess adjoins. Likewise, the cage has a load-bearing, conical ramp section on its inner circumference for support against the inner joint part. A recess also adjoins this conical ramp section. The recesses serve to improve the lubrication of the joint.

Weitere Gleichlauffestgelenke sind aus DE 103 12 880 A1 und DE 103 29 230 A1 bekannt.Further constant velocity fixed joints are off DE 103 12 880 A1 and DE 103 29 230 A1 known.

Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Gelenk gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The above-mentioned object is achieved by a joint according to patent claim 1.

Hierdurch wird die Schmierstoffversorgung der engsten Kontaktstellen zwischen dem Käfig und den zugehörigen Käfigführungsflächen des Gelenkaußenteils und des Gelenkinnenteils verbessert, da diese nunmehr von beiden Seiten erfolgen kann. Dies vermindert die Reibung im Gelenk und führt zu einer Wirkungsgradverbesserung. Aufgrund der zusätzlichen seitlichen Schmierstoffspalte ist der mittlere Schmierstoffspalt jedoch in Axialrichtung des Gelenks deutlich kürzer als bei herkömmlichen Lösungen.This improves the supply of lubricant to the closest contact points between the cage and the associated cage guide surfaces of the outer joint part and the inner joint part, since this can now take place from both sides. This reduces the friction in the joint and leads to an improvement in efficiency. Due to the additional lateral lubricant gap, however, the middle lubricant gap in the axial direction of the joint is significantly shorter than in conventional solutions.

Das Verhältnis des Winkelbereichs eines seitlichen Spalts zum Winkelbereich des mittleren Spalts bezogen auf das Krümmungszentrum der zugehörigen Flächenpaarung liegt bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 0,7.The ratio of the angular range of a lateral gap to the angular range of the middle gap based on the center of curvature of the associated pair of surfaces is preferably in the range from 0.3 to 0.7.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Winkelbereich eines seitlichen Schmierstoffspalts bezogen auf das Krümmungszentrum der zugehörigen Flächenpaarung mindestens 9° und liegt vorzugsweise im Bereich von 9 bis 25°.In an advantageous embodiment, the angular range of a lateral lubricant gap in relation to the center of curvature of the associated pair of surfaces is at least 9 ° and is preferably in the range from 9 to 25 °.

Die Schmierstoffspalte werden durch Abweichungen der Käfigführungsflächen und/oder der zugehörigen Gegenflächen des Käfigs von einer exakten Kugelform erzeugt. So kann beispielsweise eine Käfigführungsfläche oder Gegenfläche mit entsprechenden Abweichungen gefertigt werden, während die zugehörige Gegenfläche bzw. Käfigführungsfläche ohne Abweichungen von einer Kugelform hergestellt wird.The lubricant gaps are generated by deviations of the cage guide surfaces and / or the associated counter surfaces of the cage from an exact spherical shape. For example, a cage guide surface or counter surface can have corresponding deviations are manufactured, while the associated counter surface or cage guide surface is manufactured without deviations from a spherical shape.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Schmierstoffspalte zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Käfig durch Abweichungen der Innenfläche des Käfigs von einer Kugelform erzeugt, während die Käfigführungsfläche am Gelenkinnenteil eine Kugelform aufweist. Zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Käfig werden die Schmierstoffspalte durch Abweichungen der Käfigführungsfläche am Gelenkaußenteil von einer Kugelform erzeugt, während die Außenfläche des Käfigs eine Kugelform aufweist. Hierdurch wird eine übermäßige Einschränkung der Dicke des Käfigs im Bereich der Fenster für die Laufbahnkugeln vermieden.According to an advantageous embodiment, the lubricant gaps between the inner joint part and the cage are generated by deviations of the inner surface of the cage from a spherical shape, while the cage guide surface on the inner joint part has a spherical shape. The lubricant gaps are generated between the outer joint part and the cage by deviations of the cage guide surface on the outer joint part from a spherical shape, while the outer surface of the cage has a spherical shape. This avoids excessive restriction of the thickness of the cage in the area of the windows for the raceway balls.

Eine solche Schmierstoffspaltkonfiguration lässt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand dadurch realisieren, dass die Käfigführungsfläche am Gelenkinnenteil einen konstanten Radius RI um einen Krümmungsmittelpunkt PI auf der Längsmittelachse des Gelenkinnenteils aufweist und die zugehörige Innenfläche am Käfig im Bereich der seitlichen Schmierstoffspalte einen Radius RKi1 aufweist, der das 1,05 bis 1,2-fache von Ri beträgt, sowie im Bereich des mittleren Schmierstoffspalts einen Radius RKiM , der das 0,4 bis 0,7-fache von Ri beträgt. Dabei gehen die Abschnitte mit unterschiedlichen Radien am Käfig tangential ineinander über.Such a lubricant gap configuration can be implemented with relatively little effort in that the cage guide surface on the inner joint part has a constant radius R I around a center of curvature P I has on the longitudinal center axis of the inner joint part and the associated inner surface on the cage in the area of the lateral lubricant gaps has a radius R Ki1 which is 1.05 to 1.2 times R i , and a radius in the area of the central lubricant gap R KiM , which is 0.4 to 0.7 times Ri. The sections with different radii on the cage merge tangentially into one another.

Entsprechend kann für die Käfigführung an Gelenkaußenteil vorgesehen werden, dass die Außenseite des Käfigs einen konstanten Radius RKa um einen Krümmungsmittelpunkt PKa auf der Längsmittelachse des Käfigs aufweist. Die zugehörige Käfigführungsfläche am Gelenkaußenteil weist im Bereich der seitlichen Schmierstoffspalte einen Radius RA1 auf, der das 1,05 bis 1,2-fache von RKa beträgt, und im Bereich des mittleren Schmierstoffspalts einen Radius RAM , der das 0,4 bis 0,7-fache von RKa beträgt, wobei die Abschnitte mit unterschiedlichen Radien an der Käfigführungsfläche tangential ineinander übergehen.Accordingly, it can be provided for the cage guide on the outer joint part that the outside of the cage has a constant radius R Ka around a center of curvature P Ka having on the longitudinal center axis of the cage. The associated cage guide surface on the outer joint part has a radius in the area of the lateral lubricant gaps R A1 which is 1.05 to 1.2 times of R Ka and a radius in the area of the central lubricant gap R AM that is 0.4 to 0.7 times the R Ka is, the sections with different radii merge tangentially into one another on the cage guide surface.

Eine weitere Wirkungsgradverbesserung kann über die tatsächlichen Berührflächen zwischen dem Käfig und den Käfigführungsflächen erzielt werden. Bei allen bekannten Ausführungen stützen sich das Gelenkaußenteil, das Gelenkinnenteil und der Käfig über ringförmig um den gesamten Umfang der Bauteile reichende Flächenabschnitte aneinander ab. Bei Drehung des Gelenks und gleichzeitiger Beugung desselben entstehen die größten Reibungsverluste an denjenigen Berührflächen, an denen eine große Relativbewegung zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Käfig sowie dem Gelenkinnenteil und dem Käfig auftritt. Diese Berührflächen schließen Stellen mit einem verhältnismäßig großen Abstand von der Beugeachse mit ein.A further improvement in efficiency can be achieved via the actual contact surfaces between the cage and the cage guide surfaces. In all known designs, the outer joint part, the inner joint part and the cage are supported on one another via surface sections extending in a ring around the entire circumference of the components. When the joint is rotated and flexed at the same time, the greatest frictional losses occur on those contact surfaces where there is a large relative movement between the outer joint part and the cage and the inner joint part and the cage. These contact surfaces include locations with a relatively large distance from the flexion axis.

In Abkehr hiervon erfolgt eine Abstützung lediglich an lokal beschränkten, nicht-umlaufenden Abschnitten nahe der Beugeachse des Gelenks, so dass sich im Vergleich zu herkömmlichen Gelenken an den tatsächlichen Berührflächen geringere Reibungsverluste einstellen. Je Bauteilpaar ergeben sich lediglich zwei gegenüberliegende, lokale Berührflächen, die im Unterschied zu herkömmlichen Gelenken nicht umlaufend sind.In contrast to this, support is only provided on locally restricted, non-circumferential sections near the flexion axis of the joint, so that lower friction losses occur on the actual contact surfaces compared to conventional joints. For each pair of components there are only two opposing, local contact surfaces which, in contrast to conventional joints, are not circumferential.

Dies wird durch ein Gleichlauffestgelenk der eingangs genannten Art ermöglicht, bei dem die Käfigführungsfläche des Gelenkaußenteils einen Kontaktbereich zur Anlage an einen Kontaktbereich einer Außenfläche des Käfigs aufweist, wobei der Krümmungsradius RA des Kontaktbereichs am Gelenkaußenteil größer ist als dessen Abstand AA zum Beugezentrum des Gelenks und der Krümmungsradius RKA des Kontaktbereichs an der Außenfläche des Käfigs kleiner ist als dessen Abstand AKA zum Beugezentrum des Gelenks und/oder die Käfigführungsfläche des Gelenkinnenteils einen Kontaktbereich zur Anlage an einen Kontaktbereich einer Innenfläche des Käfigs aufweist, wobei der Krümmungsradius RI des Kontaktbereichs am Gelenkinnenteil kleiner ist als dessen Abstand AI zum Beugezentrum des Gelenks, und der Krümmungsradius RKI des Kontaktbereichs an der Innenfläche des Käfigs größer ist als dessen Abstand AKI zum Beugezentrum des Gelenks.This is made possible by a constant velocity fixed joint of the type mentioned at the outset, in which the cage guide surface of the outer joint part has a contact area for bearing against a contact area of an outer surface of the cage, the radius of curvature R A of the contact area on the outer joint part is greater than its distance A A the flexion center of the joint and the radius of curvature R KA of the contact area on the outer surface of the cage is smaller than its distance AKA from the center of flexion of the joint and / or the cage guide surface of the inner joint part has a contact area for contact with a contact area of an inner surface of the cage, the radius of curvature R I of the contact area on the inner joint part is smaller than its distance A I to the flexion center of the joint, and the radius of curvature R KI of the contact area on the inner surface of the cage is greater than its distance A AI to the flexion center of the joint.

Da sich die tatsächlichen Berührflächen zwischen dem Gelenkaußenteil bzw. Gelenkinnenteil und dem Käfig auf genau definierbare, eingegrenzte Bereiche, nämlich die vorstehend genannten Kontaktbereiche beschränken, sind lediglich an diesen enge Fertigungstoleranzen einzuhalten. Die übrigen Abschnitte der Käfigführungsflächen sowie der Außen- und Innenflächen am Käfig können mit größeren Toleranzen hergestellt werden, was sich positiv auf die Fertigungskosten auswirkt.Since the actual contact surfaces between the outer joint part or inner joint part and the cage are limited to precisely definable, delimited areas, namely the aforementioned contact areas, narrow manufacturing tolerances only need to be adhered to in these areas. The remaining sections of the cage guide surfaces and the outer and inner surfaces on the cage can be produced with larger tolerances, which has a positive effect on the production costs.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann außerhalb der Kontaktbereiche auf eine Hartbearbeitung verzichtet werden.In an advantageous embodiment, hard machining can be dispensed with outside the contact areas.

Des Weiteren lassen sich die Kontaktbereiche zur Messung der Bauteile und maßlichen Steuerung der Fertigung verwenden, wodurch die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit verbessert wird.Furthermore, the contact areas can be used to measure the components and to control the dimensions of the production, which improves reproducibility and accuracy.

Da bei gebeugtem Gelenk die tatsächlichen Berührflächen an den jeweiligen Bauteilen umlaufend sind, somit an den Kontaktbereichen Phasen einer Berührung mit Phasen einer Beabstandung abwechseln, kann während eines Umlaufs Schmierstoff in die temporär gebildeten Spalte vordringen, um bei einer nachfolgenden Berührung die Reibung zu minimieren. Im Unterschied hierzu ist bei den eingangs erläuterten, herkömmlichen Ausführungsformen aufgrund der verhältnismäßig großen tatsächlichen Berührflächen sowie der permanenten Berührung die Schmierstoffversorgung bei hohen Belastungen oftmals ungünstig.Since when the joint is flexed, the actual contact surfaces on the respective components are circumferential, thus alternating phases of contact with phases of spacing at the contact areas, lubricant can penetrate into the temporarily formed gaps during one cycle in order to create friction during subsequent contact minimize. In contrast to this, in the conventional embodiments explained at the outset, the lubricant supply is often unfavorable at high loads due to the relatively large actual contact surfaces and the permanent contact.

Das erfindungsgemäße Prinzip eignet sich für alle Gelenkbauformen, bei denen die Gelenkbauteile axial geführt werden. Es ist grundsätzlich unabhängig von der Anzahl der Kugeln, die beispielsweise 6, 7 oder 8 betragen kann, sowie von der Ausrichtung der Öffnungswinkel der Kugellaufrillenpaare.The principle according to the invention is suitable for all joint designs in which the joint components are guided axially. It is fundamentally independent of the number of balls, which can be 6, 7 or 8, for example, and of the orientation of the opening angle of the pairs of ball grooves.

So können sich beispielsweise alle Kugellaufrillenpaare in die gleiche Richtung öffnen, wobei die Kontaktbereiche am Gelenkaußenteil und an der Außenfläche des Käfigs auf der Öffnungsseite und der Kontaktbereich am Gelenkinnenteil und an der Innenfläche des Käfigs der Öffnungsseite gegenüberliegend angeordnet sind.For example, all pairs of ball raceways can open in the same direction, with the contact areas on the outer joint part and on the outer surface of the cage on the opening side and the contact area on the inner joint part and on the inner surface of the cage being arranged opposite the opening side.

Bei so genannten Gegenbahngelenken, bei denen verschiedene Kugellaufrillenpaare in Umfangsrichtung, beispielsweise abwechselnd, in entgegengesetzte Richtungen öffnen, werden die Kontaktbereiche am Gelenkaußenteil, Gelenkinnenteil sowie den Innen- und Außenflächen des Käfigs jeweils beidseits der Gelenkmittelebene des ungebeugten Gelenks vorgesehen.In so-called counter-track joints, in which different pairs of ball raceways open in the circumferential direction, for example alternately in opposite directions, the contact areas on the outer joint part, the inner joint part and the inner and outer surfaces of the cage are provided on both sides of the joint center plane of the non-flexed joint.

Ohne Beschränkung auf den letztgenannten Gelenktyp kann eine symmetrische Gestaltung des Kugelkäfigs von Vorteil sein.Without being restricted to the latter type of joint, a symmetrical design of the ball cage can be advantageous.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben. Further, advantageous embodiments of the invention are specified in the patent claims.

So liegt der Kontaktbereich der Käfigführungsfläche am Gelenkaußenteil bei ungebeugtem Gelenk vorzugsweise in einem Winkelbereich von 8° bis 25° und weiter bevorzugt von 13° bis 20° zur Gelenkmittelebene.The contact area of the cage guide surface on the outer joint part, when the joint is not flexed, is preferably in an angular range of 8 ° to 25 ° and more preferably 13 ° to 20 ° to the joint center plane.

Für den entsprechenden Kontaktbereich an der Außenfläche des Käfigs hat sich ein Winkelbereich von 8° bis 25°, vorzugsweise von 13° bis 20° zur Gelenkmittelebene als besonders vorteilhaft erwiesen.For the corresponding contact area on the outer surface of the cage, an angular range of 8 ° to 25 °, preferably 13 ° to 20 °, to the joint center plane has proven to be particularly advantageous.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs der Käfigführungsfläche am Gelenkaußenteil und/oder des Kontaktbereichs an der Außenfläche des Käfigs gegenüber dem Gelenkbeugezentrum sowohl axial als auch radial versetzt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the center of curvature of the contact area of the cage guide surface on the outer joint part and / or the contact area on the outer surface of the cage is offset both axially and radially with respect to the joint flexion center.

Vorzugsweise steht am Kontaktbereich des Gelenkaußenteils der Abstand AA vom Gelenkbeugezentrum zum Krümmungsradius RA im Verhältnis 1,001 < RA/AA < 3.The distance is preferably at the contact area of the outer joint part A A from the joint flexion center to the radius of curvature R A in the ratio of 1.001 < R A / A A <3.

Am Kontaktbereich der Außenfläche des Käfigs steht der Abstand AK vom Gelenkbeugezentrum zum Krümmungsradius RKA im Verhältnis 1,001 < AKA/RKA < 1,7.The distance A K from the joint flexion center to the radius of curvature is at the contact area of the outer surface of the cage R KA in the ratio of 1.001 < A KA / R KA <1.7.

Je größer dieses Verhältnis gewählt wird, desto kleiner werden die tatsächlichen Berührflächen. Das Verhältnis wird somit nach oben durch die maximalen Flächenpressungen beschränkt, welche unter Berücksichtigung von Verschleiß und Materialermüdung zugelassen werden können.The larger this ratio is chosen, the smaller the actual contact areas. The ratio is thus limited upwards by the maximum surface pressures that can be permitted taking into account wear and material fatigue.

Um die tatsächlichen Berührflächen bei Beugung des Gelenks auf definierte, lokale Bereiche zu begrenzen, ist gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an den Kontaktbereich der Käfigführungsfläche am Innenumfang des Gelenkaußenteils ein Abschnitt mit kleinerem Krümmungsradius anschließt. Letzterer erstreckt sich vorzugsweise über einen die Gelenkmittelebene E am ungebeugten Gelenk einschließenden Bereich.In order to limit the actual contact surfaces when the joint is bent to defined, local areas, a further advantageous embodiment of the invention provides that a section with a smaller radius of curvature adjoins the contact area of the cage guide surface on the inner circumference of the outer joint part. The latter preferably extends over a central plane of the joint E. at the non-flexed joint enclosing area.

Am Gelenkaußenteil kann an den Abschnitt mit kleinerem Krümmungsradius ein weiterer Abschnitt anschließen, dessen Krümmungsradius größer ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum.On the outer joint part, the section with a smaller radius of curvature can be followed by a further section whose radius of curvature is greater than its distance from the center of flexion of the joint.

Dieser weitere Abschnitt kann insbesondere bei einem Gegenbahngelenk symmetrisch zu dem Kontaktbereich ausgeführt werden und eine entsprechende Funktion übernehmen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Krümmungsradius des weiteren Abschnitts kleiner ist als der Krümmungsradius des Kontaktbereichs.In particular in the case of a counter track joint, this further section can be designed symmetrically to the contact area and take on a corresponding function. However, it is also possible that the radius of curvature of the further section is smaller than the radius of curvature of the contact area.

In Entsprechung zu dem Gelenkaußenteil kann zur Begrenzung der tatsächlichen Berührflächen an den Kontaktbereich der Außenfläche des Käfigs ein Abschnitt mit größerem Krümmungsradius anschließen.Corresponding to the outer joint part, a section with a larger radius of curvature can adjoin the contact area of the outer surface of the cage in order to limit the actual contact surfaces.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung schließt an den Abschnitt mit größerem Krümmungsradius an der Außenfläche des Käfigs ein weiterer Abschnitt an, dessen Krümmungsradius kleiner ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum, wodurch in Zusammenwirkung mit dem Gelenkaußenteil eine Selbsthemmung vermieden werden kann.According to a further advantageous embodiment, the section with a larger radius of curvature on the outer surface of the cage is followed by a further section, the radius of curvature of which is smaller than its distance from the joint flexion center, whereby self-locking can be avoided in cooperation with the outer joint part.

Bei einem Gelenk, dessen Kugellaufrillenpaare alle in die gleiche Richtung öffnen, kann an der Außenfläche des Käfigs der Krümmungsradius des weiteren Abschnitts größer als der Krümmungsradius des Kontaktbereichs gestaltet werden. Bei Gegenbahngelenken empfiehlt sich hingegen eine zum Kontaktbereich symmetrische Ausgestaltung. Weiterhin können die Kugellaufrillen gekreuzt werden.In the case of a joint whose ball raceway pairs all open in the same direction, the radius of curvature of the further section can be made larger than the radius of curvature of the contact area on the outer surface of the cage. At On the other hand, a design that is symmetrical to the contact area is recommended. Furthermore, the ball grooves can be crossed.

Zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Käfig kann zur Eingrenzung der tatsächlichen Berührflächen eine analoge Konfiguration vorgenommen werden.An analog configuration can be made between the inner joint part and the cage to limit the actual contact surfaces.

Für den Kontaktbereich der Käfigführungsfläche am Gelenkinnenteil bei ungebeugtem Gelenk hat sich ein Winkelbereich von 10° bis 35°, vorzugsweise 22° bis 30° zur Gelenkmittelebene im Hinblick auf eine Verminderung der Reibungsverluste als besonders vorteilhaft erwiesen. Entsprechend liegt der Kontaktbereich an der Innenfläche des Käfigs in einem Winkelbereich von vorzugsweise 10° bis 35° und weiter bevorzugt von 22° bis 30° zur Gelenkmittelebene.For the contact area of the cage guide surface on the inner joint part when the joint is not flexed, an angular range of 10 ° to 35 °, preferably 22 ° to 30 ° to the joint center plane has proven to be particularly advantageous with regard to reducing the friction losses. Correspondingly, the contact area on the inner surface of the cage is in an angular range of preferably 10 ° to 35 ° and more preferably 22 ° to 30 ° to the joint center plane.

Ferner können wie für die Kontaktbereiche zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Käfig der Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs der Käfigführungsfläche am Gelenkinnenteil und/oder des Kontaktbereichs an der Innenfläche des Käfigs gegenüber dem Gelenkbeugezentrum axial und radial versetzt angeordnet sein.Furthermore, as for the contact areas between the outer joint part and the cage, the center of curvature of the contact area of the cage guide surface on the inner joint part and / or the contact area on the inner surface of the cage can be axially and radially offset from the joint flexion center.

Bevorzugt steht am Kontaktbereich des Gelenkinnenteils der Abstand AI vom Gelenkbeugezentrum zum Krümmungsradius RI im Verhältnis 1,001 < AI/RI < 1,7.The distance is preferably at the contact area of the inner joint part A I from the joint flexion center to the radius of curvature R I in the ratio 1.001 <A I / R I <1.7.

Bevorzugt steht am Kontaktbereich der Innenfläche des Käfigs der Abstand AKI vom Gelenkbeugezentrum zum Krümmungsradius RKI im Verhältnis 1,001 < RKI/AKI < 1,9.The distance is preferably at the contact area of the inner surface of the cage A AI from the joint flexion center to the radius of curvature R KI in the ratio 1.001 <R KI / A KI <1.9.

Die Kontaktbereiche können als reine Kreisbogenabschnitte oder auch als Ellipsenabschnitte mit den vorstehend genannten Krümmungsradien ausgeführt werden. Es ist auch möglich, diese durch Kurvenzüge bestehend aus mehreren Kreisbogenabschnitten, Ellipsenabschnitten und/oder Geraden anzunähern.The contact areas can be designed as pure circular arc sections or as elliptical sections with the aforementioned radii of curvature. It is also possible to approximate this by means of curves consisting of several circular arc sections, elliptical sections and / or straight lines.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine Schnittansicht eines Gleichlaufgelenks nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im gebeugten Zustand,
  • 2 eine Längsschnittansicht des Gelenks aus 1 zur Veranschaulichung der Führung des Käfigs am Gelenkinnenteil bei gestrecktem Gelenk,
  • 3 eine Längsschnittansicht des Gelenks aus 1 zur Veranschaulichung der Führung des Käfigs am Gelenkaußenteil,
  • 4 eine Längsschnittansicht eines Gleichlauffestgelenks nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im gebeugten Zustand,
  • 5 eine Schnittansicht des Gelenkaußenteils, des Kugelkäfigs und des Gelenkinnenteils des Gelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in Explosionsdarstellung,
  • 6 eine schematische Ansicht der Käfigführungsfläche am Gelenkaußenteil des Gelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 7 eine schematische Ansicht der Außenfläche des Käfigs des Gelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 8 eine schematische Ansicht der Käfigführungsfläche am Gelenkinnenteil des Gelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, und in
  • 9 eine schematische Ansicht der Innenfläche des Käfigs des Gelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
The invention is illustrated in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. The drawing shows in:
  • 1 a sectional view of a constant velocity joint according to a first embodiment of the invention in the flexed state,
  • 2 a longitudinal sectional view of the joint 1 to illustrate the guidance of the cage on the inner joint part with the joint extended,
  • 3 a longitudinal sectional view of the joint 1 to illustrate the guidance of the cage on the outer joint part,
  • 4th a longitudinal sectional view of a constant velocity fixed joint according to a second embodiment of the invention in the bent state,
  • 5 a sectional view of the outer joint part, the ball cage and the inner joint part of the joint according to the second embodiment in an exploded view,
  • 6th a schematic view of the cage guide surface on the outer joint part of the joint according to the second embodiment,
  • 7th a schematic view of the outer surface of the cage of the joint according to the second embodiment,
  • 8th a schematic view of the cage guide surface on the inner joint part of the joint according to the second embodiment, and in
  • 9 a schematic view of the inner surface of the cage of the joint according to the second embodiment.

Die Ausführungsbeispiele beziehen sich jeweils auf ein Gleichlauffestgelenk 1, das beispielsweise in eine Gelenkwelle für ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann, um eine Antriebsleistung von einem Getriebe zu einem Fahrzeugvorderrad zu übertragen. Wird an einer solchen zusätzlich ein hier nicht näher dargestelltes Verschiebeteil vorgesehen, so können an der Gelenkwelle zwei Gleichlauffestgelenke verwendet werden. Andernfalls kommt an einem Anschlußende ein Gleichlaufverschiebegelenk zum Einsatz. Je nach Anordnung an der Radseite oder an der Fahrzeugseite sind dabei unterschiedliche Beugewinkel erforderlich. Befindet sich das Gleichlauffestgelenk an der Getriebeseite, werden Beugewinkel von bis zu 50 Grad bezogen auf eine nicht-gebeugte Stellung benötigt. Das Gleichlauffestgelenk 1 nach dem Ausführungsbeispiel sitzt jedoch an der Radseite und erlaubt Beugewinkel bis zu 52 Grad.The exemplary embodiments each relate to a constant velocity fixed joint 1 , which can be installed, for example, in a cardan shaft for a motor vehicle in order to transmit drive power from a transmission to a vehicle front wheel. If a sliding part (not shown here) is also provided on such a device, two constant velocity fixed joints can be used on the cardan shaft. Otherwise, a constant velocity displacement joint is used at one connection end. Different bending angles are required depending on the arrangement on the wheel side or on the vehicle side. If the constant velocity fixed joint is on the gear side, flexion angles of up to 50 degrees are required in relation to a non-flexed position. The constant velocity fixed joint 1 according to the exemplary embodiment, however, sits on the wheel side and allows flexion angles of up to 52 degrees.

Die in den 1 und 4 dargestellten Gleichlauffestgelenke 1 umfassen jeweils ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3. Zwischen dem Gelenkaußenteil 2 und dem Gelenkinnenteil 3 ist ein Käfig 4 angeordnet, der eine Vielzahl von Fenstern 5 zur Aufnahme jeweils einer Kugel 6 ausbildet.The ones in the 1 and 4th constant velocity fixed joints shown 1 each comprise an outer joint part 2 and an inner joint part 3 . Between the outer joint part 2 and the inner joint part 3 is a cage 4th arranged of a variety of windows 5 to hold one ball each 6th trains.

Das Gelenkaußenteil 2 weist an seinem Innenumfang eine Käfigführungsfläche 7 sowie eine Vielzahl von Kugellaufrillen 9 auf. In gleicher Weise sind am Außenumfang des Gelenkinnenteils 3 eine Käfigführungsfläche 8 sowie eine Vielzahl von Kugellaufrillen 10 vorgesehen. Die Käfigführungsflächen 7 und 8 sind hierbei so gekrümmt, dass der Käfig 4 zwischen dem Gelenkinnenteil 2 und dem Gelenkaußenteil 3 axial gesichert ist, jedoch um das Beugezentrum Z des Gelenks geschwenkt werden kann.The outer joint part 2 has a cage guide surface on its inner circumference 7th as well as a variety of ball grooves 9 on. In the same way are on the outer circumference of the inner joint part 3 a cage guide surface 8th as well as a variety of ball grooves 10 intended. The cage guide surfaces 7th and 8th are curved so that the cage 4th between the inner joint part 2 and the outer joint part 3 is secured axially, but around the flexion center Z of the joint can be pivoted.

Über den Käfig 4 werden die Kugeln 6, die jeweils mit einer Kugellaufrille 9 bzw. 10 des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3 zum Zweck der Drehmomentübertragung in Eingriff stehen, bei einer Beugung des Gelenks in dessen Halbwinkelebene gehalten. Die 1 und 4 zeigen das Gelenk 1 in gebeugter Stellung, in der die Bauteilachsen A und C des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3 einen Beugewinkel a einschließen. Die Bauteilachse B des Käfigs 4 ist zu den Bauteilachsen A und C des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3 jeweils um a /2 angewinkelt.About the cage 4th become the balls 6th , each with a ball groove 9 or. 10 of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 are in engagement for the purpose of torque transmission, held when the joint is bent in its half-angle plane. The 1 and 4th show the joint 1 in the bent position in which the component axes A. and C. of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 a flexion angle a lock in. The component axis B. of the cage 4th is to the component axes A. and C. of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 each angled by a / 2.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Steuerung des Gelenks zum einen durch einen axialen Offset der Käfigführung sowie weiterhin durch einen Offset der Kugellaufrillen. Wie 2 zeigt, weisen für die Führung des Käfigs 4 relevante Flächen Krümmungsmittelpunkte PKa und PI auf, die zum Beugezentrum Z des Gelenks, das durch den Schnittpunkt der Achsen A und C definiert wird, in entgegengesetzte Richtungen um einen Offset OFFKa und OFFI axial versetzt sind. Zusätzlich zu dem axialen Offset der Käfigführung werden bei dem dargestellten Gelenk die Kugeln 6 über ein zweites Steuerungssystem, nämlich einen Laufbahn-Offset in die Halbwinkelebene gesteuert. Dazu sind die Krümmungsmittelpunkte der effektiven Kugellaufbahnradien des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3 axial zu der Gelenkmitte Z versetzt. Die Lage der Kugeln 6 beim Abbeugen des Gelenks ergibt sich somit zum einen aus dem Schnittpunkt der effektiven Kugellaufbahnen am Gelenkaußenteil 2 und am Gelenkinnenteil 3. Zum anderen werden die Kugeln 6 durch die Steuerung des Käfigs 4 in einer gemeinsamen, so genannten homokinetischen Ebene bzw. Halbwinkelebene geführt. Der Käfig 4 zentriert hierbei über seine Außen- und Innenflächen 12 und 13 das Gelenkaußenteil 2 und das Gelenkinnenteils 3 zueinander und führt gleichzeitig die Kugeln 6 in den Fenstern 5.In the first exemplary embodiment, the joint is controlled on the one hand by an axial offset of the cage guide and also by an offset of the ball running grooves. As 2 shows point for guiding the cage 4th relevant surfaces centers of curvature P Ka and P I on that to the flexion center Z of the joint passing through the intersection of the axes A. and C. is defined, in opposite directions by an offset OFF Ka and OFF I are axially offset. In addition to the axial offset of the cage guide, the balls in the illustrated joint 6th controlled by a second control system, namely a career offset in the half-angle plane. For this purpose, the centers of curvature are the effective ball track radii of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 axial to the center of the joint Z offset. The location of the balls 6th When the joint is bent, this results on the one hand from the intersection of the effective ball tracks on the outer joint part 2 and on the inner part of the joint 3 . Second are the balls 6th by controlling the cage 4th out in a common, so-called homokinetic plane or half-angle plane. The cage 4th centered here over its outer and inner surfaces 12 and 13th the outer joint part 2 and the inner joint part 3 each other and at the same time guides the balls 6th in the windows 5 .

Mit jedem Umlauf des Gelenks 1 unter Beugung vollführt der Käfig 4 eine Schwenkbewegung um den Beugewinkel a. Dabei gleiten die Außen- und Innenflächen 12 und 13 des Käfigs 4 an den Käfigführungsflächen 7 und 8 des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkaußenteils 3. Aufgrund der geringen Durchmesserunterschiede können die Kontaktstellen zwischen dem Käfig 4 und dem Gelenksaußenteil 2 bzw. dem Gelenkinnenteil 3 bei herkömmlichen Gelenken nur notdürftig mit Schmierstoff versorgt werden. Zur Reduzierung des Käfigverschleißes werden daher häufig Fette mit Festkörperschmierstoffen wie beispielsweise MoS2 eingesetzt, die sich jedoch nachteilig auf den Gesamtwirkungsgrad auswirken.With every revolution of the joint 1 the cage performs under flexion 4th a pivoting movement around the flexion angle a . The outer and inner surfaces slide 12 and 13th of the cage 4th on the cage guide surfaces 7th and 8th of the outer joint part 2 and the outer joint part 3 . Due to the small differences in diameter, the contact points between the cage 4th and the outer joint part 2 or the inner joint part 3 with conventional joints are only sparsely supplied with lubricant. To reduce cage wear, greases with solid lubricants such as MoS 2 are therefore often used, but these have a disadvantageous effect on the overall efficiency.

Zur Verbesserung der Schmierstoffversorgung der Käfigführung wird daher vorgeschlagen, zwischen einer Käfigführungsfläche und der zugehörigen Gegenfläche des Käfigs drei eigenständige Schmierstoffspalte S1 , S2 und SM auszubilden, die, wie in den 2 und 3 gezeigt, in Axialrichtung des Käfigs 4 nebeneinander liegend angeordnet sind. Die Schmierstoffspalte S1 , S2 und SM sind durch lokal verjüngte Radialabstände zwischen der Käfigführungsfläche und der zugehörigen Gegenfläche des Käfigs 4 in Axialrichtung des Gelenks gegeneinander abgegrenzt. Selbstverständlich verlagert sich deren Lage bei einer Beugung des Gelenks gegenüber der in den 2 und 3 gezeigten Lage bei gestrecktem Gelenk.To improve the supply of lubricant to the cage guide, it is therefore proposed that three separate lubricant gaps be created between a cage guide surface and the associated counter surface of the cage S 1 , S 2 and S M train who, as in the 2 and 3 shown in the axial direction of the cage 4th are arranged lying next to each other. The lubricant column S 1 , S 2 and S M are due to locally tapered radial distances between the cage guide surface and the associated counter surface of the cage 4th delimited from one another in the axial direction of the joint. Of course, their position shifts when the joint is flexed compared to that in the 2 and 3 shown position with the joint extended.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein mittlerer Schmierstoffspalt SM zwischen zwei seitlichen Schmierstoffspalten S1 und S2 angeordnet, welche sich jeweils in Richtung des mittleren Schmierstoffspalts SM verjüngen. Der mittlere Schmierstoffspalt SM ist sichelförmig ausgebildet und verjüngt sich zu seinen beiden axialen Enden, an welche die seitlichen Schmierstoffspalte S1 und S2 anschließen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Schmierstoffspalte in Axialrichtung symmetrisch. Hiervon kann jedoch gegebenenfalls abgewichen werden.In the illustrated embodiment, there is a central lubricant gap S M between two lateral lubricant gaps S 1 and S 2 arranged, each in the direction of the middle lubricant gap S M rejuvenate. The middle lubricant gap S M is sickle-shaped and tapers to its two axial ends, to which the lateral lubricant gaps S 1 and S 2 connect. In the illustrated embodiment, the arrangement of the lubricant gaps is symmetrical in the axial direction. However, this can be deviated from if necessary.

Die seitlichen Schmierstoffspalte S1 und S2 weisen eine axiale Erstreckung auf, die insgesamt in etwa in der Größenordnung der Axialerstreckung des mittleren Schmierstoffspalts SM liegt.The lateral lubricant gaps S 1 and S 2 have an axial extent that is roughly in the order of magnitude of the axial extent of the central lubricant gap S M lies.

Bezogen auf den Krümmungsmittelpunkt PKa bzw. PI der jeweiligen Käfigführung beträgt der Winkelbereich γ1 eines seitlichen Schmierstoffspalts S1 bzw. S2 mindestens 9° und liegt vorzugsweise im Bereich von 9 bis 25°.In relation to the center of curvature P Ka or. P I of the respective cage guide is the angular range γ 1 of a lateral lubricant gap S 1 or. S 2 at least 9 ° and is preferably in the range from 9 to 25 °.

Das Verhältnis des Winkelbereich γ1 eines seitlichen Spalts S1 bzw. S2 zum Winkelbereich γM des mittleren Spalts SM liegt im Bereich von 0,3 bis 0,7.The ratio of the angular range γ 1 of a lateral gap S 1 or. S 2 to the angular range γ M of the middle gap S M ranges from 0.3 to 0.7.

Anhand von 2 soll nachfolgend eine zur Erzeugung von drei Schmierstoffspalten S1 , S2 und SM geeignete Geometrie der Flächenpaarung zwischen der Käfigführungsfläche 8 des Gelenkinnenteils 3 und der zugehörigen Gegenfläche, d. h. der Innenfläche 13 des Käfigs 4 beispielhaft erläutert werden.Based on 2 below is one to generate three lubricant gaps S 1 , S 2 and S M suitable geometry of the surface pairing between the cage guide surface 8th of the inner joint part 3 and the associated mating surface, ie the inner surface 13th of the cage 4th are explained by way of example.

Die Käfigführungsfläche 8 des Gelenkinnenteils 3 ist sphärischen ausgebildet und weist einen Radius RI auf, dessen Krümmungsmittelpunkt PI auf der Bauteilachse C des Gelenkinnenteils 3 liegt. Der Krümmungsmittelpunkt PI ist dabei, wie oben bereits angedeutet, gegenüber dem Gelenkbeugezentrum um das Maß OFFI axial versetzt.The cage guide surface 8th of the inner joint part 3 is spherical and has a radius R I on whose center of curvature P I on the component axis C. of the inner joint part 3 lies. The center of curvature P I is, as already indicated above, axially offset by the amount OFF I with respect to the joint flexion center.

Die Innenfläche 13 des Käfigs 4 setzt sich durch drei kreisbogenförmige Abschnitte zusammen, die tangential ineinander übergehen. Dabei schließen an einen Abschnitt mit stärkerer Krümmung zwei weniger stark gekrümmte Abschnitte seitlich an. Wie 2 zeigt, weist im Bereich der seitlichen Schmierstoffspalte S1i und S2i die Innenfläche 13 des Käfigs 4 einen Radius RKi1 auf, der das 1,05 bis 1,2-fache von RI beträgt. Der zugehörige Krümmungsmittelpunkt PKi1 ist gegenüber dem für die Käfigführung relevanten Krümmungsmittelpunkt PI am Gelenkinnenteil 3 axial und radial um den Betrag VaxKi1 und VradKi1 versetzt. Dieser Versatz bestimmt den Kontaktwinkel ψI , unter dem das Gelenkinnenteil 3 mit dem Käfig 4 in Kontakt kommt. Im Bereich des mittleren Schmierstoffspalts SMi weist die Innenfläche 13 des Käfigs 4 einen Radius RKiM auf, der das 0,4 bis 0,7-fache von RI beträgt. The inner surface 13th of the cage 4th is composed of three circular arc-shaped sections that merge tangentially into one another. There adjoin a section with a greater curvature two less strongly curved sections laterally. As 2 shows, has the inner surface in the area of the lateral lubricant gaps S 1i and S 2i 13th of the cage 4th a radius R Ki1 which is 1.05 to 1.2 times of R I amounts. The associated center of curvature P Ki1 is opposite the center of curvature relevant for the cage guide P I on the inner part of the joint 3 axially and radially by the amount V axKi1 and V radKi1 offset. This offset determines the contact angle ψ I , under which the inner joint part 3 with the cage 4th comes into contact. In the area of the central lubricant gap S Mi , the inner surface 13th of the cage 4th a radius R KiM which is 0.4 to 0.7 times of R I amounts.

Die Schmierstoffspalte S1a, S2a und SMa zwischen dem Gelenkaußenteil 2 und dem Käfig 4 werden hingegen durch Abweichungen der Käfigführungsfläche 7 am Gelenkaußenteil 2 von einer Kugelform erzeugt, während die zugehörige Gegenfläche, d. h. die Außenfläche 12 des Käfigs 4 abgesehen von den üblichen Fertigungstoleranzen eine exakte Kugelform besitzt.The lubricant gaps S 1a , S 2a and S Ma between the outer joint part 2 and the cage 4th however, are caused by deviations in the cage guide surface 7th on the outer joint part 2 generated by a spherical shape, while the associated mating surface, ie the outer surface 12 of the cage 4th apart from the usual manufacturing tolerances, it has an exact spherical shape.

Wie 3 zeigt, weist die Außenfläche 12 des Käfigs 4 einen konstanten Radius RKa um einen Krümmungsmittelpunkt PKa auf der Längsmittelachse B des Käfigs 4 auf. Die zugehörige Käfigführungsfläche 7 am Gelenkaußenteil 2 besitzt im Bereich der seitlichen Schmierstoffspalte S1a und S2a einen Radius RA1 , der das 1,05 bis 1,2-fache von RKa beträgt. Im Bereich des mittleren Schmierstoffspalts SMa weist die Außenfläche 12 des Käfigs 4 einen Radius RAM auf, der das 0,4 bis 0,7-fache von RKa beträgt. Die entsprechenden Bogenabschnitte der Außenfläche 12 gehen tangential ineinander über.As 3 shows, has the outer surface 12 of the cage 4th a constant radius R Ka around a center of curvature P Ka on the longitudinal central axis B. of the cage 4th on. The associated cage guide surface 7th on the outer joint part 2 has a radius in the area of the lateral lubricant gaps S 1a and S 2a R A1 , which is 1.05 to 1.2 times of R Ka amounts. In the area of the central lubricant gap S Ma , the outer surface 12 of the cage 4th a radius R AM which is 0.4 to 0.7 times of R Ka amounts. The corresponding arch sections of the outer surface 12 merge tangentially.

Durch die vorstehend erläuterte Geometrie wird eine unnötige Schwächung des Käfigs 4 im Bereich der Käfigfenster 5 vermieden. In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels ist es ebenfalls möglich, gleichsinnige Abweichungen an der Außenfläche 12 des Käfigs 4 sowie an der Käfigführungsfläche 8 des Gelenkinnenteils 3 auszubilden und die Innenfläche des Käfigs 13 sowie die Käfigführungsfläche 7 des Gelenkaußenteils 8 sphärisch auszubilden.The geometry explained above results in an unnecessary weakening of the cage 4th in the area of the cage window 5 avoided. In a modification of the illustrated embodiment, it is also possible to identify deviations in the same direction on the outer surface 12 of the cage 4th as well as on the cage guide surface 8th of the inner joint part 3 form and the inner surface of the cage 13th as well as the cage guide surface 7th of the outer joint part 8th to be spherical.

Weiterhin ist es möglich, die zur Erzeugung von drei Schmierstoffspalten erforderlichen Abweichungen auf beide Teile einer Flächenpaarung, d. h. auf die Käfigführungsfläche und die zugehörige Gegenfläche am Käfig 4 zu verteilen. Ein Beispiel für eine solche Ausgestaltung ist insbesondere den 6 bis 9 des zweiten Ausführungsbeispiels zu entnehmen, das im Folgenden näher erläutert wird.Furthermore, it is possible to apply the deviations required to generate three lubricant gaps to both parts of a pair of surfaces, ie to the cage guide surface and the associated counter surface on the cage 4th to distribute. An example of such a configuration is in particular the 6th to 9 of the second exemplary embodiment, which is explained in more detail below.

Bei dem in 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Kugellaufrillen 9 und 10 vorzugsweise so ausgeführt, dass sich alle Kugelrillenpaare bestehend aus jeweils einer Kugellaufrille 9 am Gelenkaußenteil 2 und einer Kugellaufrille 10 am Gelenkinnenteil 3 in die gleiche Richtung öffnen, wodurch sich große Beugewinkel a verwirklichen lassen. Hierdurch werden bei einer Beugung des Gelenks die Kugeln 6 in einer Richtung F aus dem jeweiligen Kugelrillenpaar herausgedrängt. Die dabei entstehenden Kräfte werden durch den Käfig 4 aufgefangen, der sich seinerseits mit seiner Außenfläche 12 sowie seiner Innenfläche 13 an den Käfigführungsflächen 7 und 8 des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3 abstützt. The in 4th The second embodiment shown are the ball grooves 9 and 10 preferably designed in such a way that all pairs of ball grooves each consist of a ball groove 9 on the outer joint part 2 and a ball groove 10 on the inner part of the joint 3 open in the same direction, creating large angles of flexion a make it come true. This causes the balls to move when the joint is flexed 6th pushed out in a direction F from the respective pair of ball grooves. The resulting forces are passed through the cage 4th caught, in turn with its outer surface 12 as well as its inner surface 13th on the cage guide surfaces 7th and 8th of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 supports.

Mit jedem Umlauf des Gelenks 1 unter Beugung vollführt der Käfig 4 eine Schwenkbewegung um den Beugewinkel a. Dabei gleiten die Außen- und Innenflächen 12 und 13 des Käfigs 4 an den Käfigführungsflächen 7 und 8 des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3.With every revolution of the joint 1 the cage performs under flexion 4th a pivoting movement around the flexion angle a . The outer and inner surfaces slide 12 and 13th of the cage 4th on the cage guide surfaces 7th and 8th of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 .

Um die hierbei entstehende Reibung zu vermindern, sind die Außen- und Innenflächen 12 und 13 des Käfigs 4 sowie die Käfigführungsflächen 7 und 8 in besonderer Weise aufeinander abgestimmt, nämlich derart, dass es unter Beugung des Gelenks zu lediglich lokalen tatsächlichen Berührflächen kommt, die einen verhältnismäßig kleinem Abstand zur Beugeachse aufweisen. Die Beugeachse steht orthogonal zur Fläche, die von den Bauteilachsen A, B und C aufgespannt wird und verläuft durch den Gelenkdrehpunkt Z. Hierdurch bleiben zum einen die Relativgeschwindigkeiten zwischen den aneinander gleitenden Flächenabschnitten gering. Zum andern ergeben sich für die Reibungskräfte kurze Hebelarme zur Beugeachse und damit ein kleines Reibungsmoment, wodurch der Wirkungsgrad für die Leistungsübertragung des Gelenks verbessert wird.In order to reduce the resulting friction, the outer and inner surfaces are 12 and 13th of the cage 4th as well as the cage guide surfaces 7th and 8th coordinated in a special way, namely in such a way that, when the joint is flexed, only local actual contact surfaces occur, which are at a relatively small distance from the flexion axis. The flexion axis is orthogonal to the surface, that of the component axes A. , B. and C. is stretched and runs through the pivot point Z . As a result, on the one hand, the relative speeds between the surface sections sliding against one another remain low. On the other hand, there are short lever arms to the flexion axis for the frictional forces and thus a small frictional moment, which improves the efficiency for the power transmission of the joint.

Je Bauteilpaarung ergeben sich aus Gründen der Symmetrie zwei Zonen, in denen bei einer Beugung des Gelenks eine tatsächliche Berührung stattfindet. Für die Bauteilpaarung Gelenkaußenteil/Käfig ist diese Zone in 1 mit S1 bezeichnet, für die Bauteilpaarung Gelenkinnenteil/Käfig hingegen mit S2. Darüber hinaus finden zwischen dem Käfig 4 und dem Gelenkaußenteil 2 sowie dem Gelenkinnenteil 3 keine weiteren tatsächlichen Berührungen statt. Um dies zu ermöglichen, sind an den genannten Bauteilen entsprechende Kontaktbereiche ausgebildet, die mit hoher Genauigkeit gefertigt sind und sich jeweils lediglich über Teilabschnitte der Außen- und Innenflächen 12 und 13 des Käfigs 4 und der Käfigführungsflächen 7 und 8 erstrecken. Insbesondere liegen diese Teilabschnitte außerhalb der sich durch das Beugezentrum Z erstreckenden Gelenkmittelebene E bei ungebeugtem Gelenk.For reasons of symmetry, each pair of components results in two zones in which actual contact occurs when the joint is bent. For the component pairing outer joint part / cage, this zone is in 1 designated with S1, for the component pairing inner joint part / cage, however, with S2. It also takes place between the cage 4th and the outer joint part 2 as well as the inner joint part 3 no further actual contact takes place. In order to make this possible, corresponding contact areas are formed on the components mentioned, which are manufactured with a high degree of precision and which each only extend over partial sections of the outer and inner surfaces 12 and 13th of the cage 4th and the cage guide surfaces 7th and 8th extend. In particular, these subsections lie outside the center of flexion Z extending joint median plane E. when the joint is unbent.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem alle Kugellaufrillenpaare in die gleiche Richtung öffnen, befinden sich die Kontaktbereiche am Gelenkaußenteil 2 und an der Außenfläche 12 des Käfigs 4 auf der Öffnungsseite. Die Kontaktbereiche am Gelenkinnenteil 3 und an der Innenfläche 13 des Käfigs 4 sind hingegen der Öffnungsseite gegenüberliegend angeordnet.In the illustrated embodiment, in which all pairs of ball grooves in the same Open direction, the contact areas are on the outer joint part 2 and on the outer surface 12 of the cage 4th on the opening side. The contact areas on the inner joint part 3 and on the inner surface 13th of the cage 4th however, are arranged opposite the opening side.

2 veranschaulicht die Gestaltung der Käfigführungsflächen 7 und 8 am Gelenkaußenteil 2 und am Gelenkinnenteil 3 sowie der korrespondierenden Außen- und Innenflächen 12 und 13 des Käfigs 4. 2 illustrates the design of the cage guide surfaces 7th and 8th on the outer joint part 2 and on the inner part of the joint 3 as well as the corresponding outer and inner surfaces 12 and 13th of the cage 4th .

Der umlaufende Kontaktbereich 14 der Käfigführungsfläche 7 am Gelenkaußenteil 2 liegt bei ungebeugtem Gelenk in einem Winkelbereich von 8° bis 25°, vorzugsweise 13° bis 20° zur Gelenkmittelebene E. Dabei ist der Krümmungsradius RA des Kontaktbereichs 14 größer als dessen Abstand AA zum Beugezentrum Z des Gelenks. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Krümmungsmittelpunkt MA des Kontaktbereichs 14 gegenüber dem Gelenkbeugezentrum Z axial und radial versetzt ist.The surrounding contact area 14th the cage guide surface 7th on the outer joint part 2 If the joint is not flexed, it is in an angular range of 8 ° to 25 °, preferably 13 ° to 20 °, to the joint center plane E. . Where is the radius of curvature R A of the contact area 14th greater than its distance A A to the flexion center Z of the joint. This is preferably achieved in that the center of curvature M A of the contact area 14th opposite the joint flexion center Z is axially and radially offset.

Eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MA bildet zur Ebene E einen Winkel ε, der zwischen 8° und 25°, bei optimaler Gestaltung zwischen 13° und 20° liegt.A line connecting the flexion center of the joint Z to the center of curvature M A forms to the plane E. an angle ε , which is between 8 ° and 25 °, with optimal design between 13 ° and 20 °.

Der Abstand AA vom Gelenkbeugezentrum Z steht zum Krümmungsradius RA im Verhältnis 1,001 < RA/AA < 3.The distance A A from the joint flexion center Z stands for the radius of curvature R A in the ratio 1.001 <R A / A A <3.

3 zeigt in nichtmaßstäblicher schematischer Darstellung ein Beispiel für die weitere Gestaltung der Käfigführungsfläche 7. Mit dem Radius r0 ist eine fiktive Kugelfläche als Bezugsgröße angedeutet, auf die in 4 Bezug genommen wird. Die Y-Achse fällt bei ungebeugtem Gelenk mit der Gelenkmittelebene E zusammen, während die X-Achse der Bauteilachse entspricht. 3 shows, in a schematic representation not to scale, an example of the further design of the cage guide surface 7th . With the radius r0 a fictitious spherical surface is indicated as a reference variable, to which in 4th Is referred to. When the joint is not flexed, the Y-axis coincides with the joint median plane E. together, while the X-axis corresponds to the component axis.

An den Kontaktbereich 14 des Gelenkaußenteils 2 mit dem Krümmungsradius RA , der in 3 mit r3 bezeichnet ist und den Krümmungsmittelpunkt M3 besitzt, schließt ein Abschnitt 15 mit kleinerem Krümmungsradius r2 an. Dessen Krümmungsmittelpunkt M2 liegt in Bezug auf die Bauteilachse auf der anderen Seite, als der Krümmungsmittelpunkt M3. An den Abschnitt 15 mit kleinerem Krümmungsradius r2 schließt ein weiterer Abschnitt 16 an, dessen Krümmungsradius r1 größer ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zudem der Krümmungsradius r1 des weiteren Abschnitts 16 kleiner als der Krümmungsradius r3 des Kontaktbereichs 14. Der entsprechende Krümmungsmittelpunkt M1 liegt näher an der Bauteilachse als der Krümmungsmittelpunkt M3. Die verschiedenen Krümmungsradien gehen bei den Punkten P1 und P2 tangential ineinander über.To the contact area 14th of the outer joint part 2 with the radius of curvature R A who is in 3 is denoted by r3 and has the center of curvature M3, closes a section 15th with a smaller radius of curvature r2. Its center of curvature M2 lies in relation to the component axis on the other side than the center of curvature M3. To the section 15th Another section closes with a smaller radius of curvature r2 16 whose radius of curvature r1 is greater than its distance from the joint flexion center Z . In the illustrated embodiment, the radius of curvature is r1 of the further section 16 smaller than the radius of curvature r3 of the contact area 14th . The corresponding center of curvature M1 is closer to the component axis than the center of curvature M3. The different radii of curvature merge tangentially at points P1 and P2.

Der umlaufende Kontaktbereich 17 der Außenfläche 12 des Käfigs 4, der gegebenenfalls durch die Fenster 5 unterbrochen sein kann, liegt bei ungebeugtem Gelenk in einem Winkelbereich von 8 bis 25°, vorzugsweise 13° bis 20° zur Gelenkmittelebene E. Dabei ist der Krümmungsradius RKA des Kontaktbereichs 17 kleiner als dessen Abstand AKA zum Beugezentrum Z des Gelenks. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Krümmungsmittelpunkt MKA des Kontaktbereichs 17 gegenüber dem Gelenkbeugezentrum Z axial und radial versetzt ist.The surrounding contact area 17th the outer surface 12 of the cage 4th who, if necessary, through the window 5 can be interrupted, if the joint is not flexed it is in an angular range of 8 to 25 °, preferably 13 ° to 20 °, to the joint center plane E. . Where is the radius of curvature R KA of the contact area 17th smaller than its distance A KA to the flexion center Z of the joint. This is preferably achieved in that the center of curvature M KA of the contact area 17th opposite the joint flexion center Z is axially and radially offset.

Eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MKA bildet zur Ebene E einen Winkel Φ, der zwischen 8° und 25°, bei optimaler Gestaltung zwischen 13° und 20° liegt.A line connecting the flexion center of the joint Z to the center of curvature MKA forms the plane E. an angle Φ which is between 8 ° and 25 °, with an optimal design between 13 ° and 20 °.

Der Abstand AKA vom Gelenkbeugezentrum Z steht zum Krümmungsradius RKA im Verhältnis 1,001 < AKA/RKA < 1,7.The distance A KA from the joint flexion center Z stands for the radius of curvature R KA in the ratio of 1.001 < A KA / R KA <1.7.

Es ist vorteilhaft, die Winkel ε und Φ gleich zu wählen. Das Verhältnis RA/AA kann gleich dem Verhältnis AKA/RKA gewählt werden. Damit der Käfig 4 eine möglichst große Materialdicke aufweist, kann es vorteilhaft sein, RA/AA > AKA/RKA auszuführen.It is beneficial to the angles ε and Φ to choose immediately. The relationship R A / A A can be equal to the ratio A KA / R KA to get voted. So that the cage 4th has the greatest possible material thickness, it can be advantageous to design R A / A A > A KA / R KA .

Je größer die Krümmungsverhältnisse A/R gewählt werden, desto kleiner werden die Kontaktbereiche und damit auch die tatsächlichen Berührflächen. Bei der Ausführung ist zu beachten, dass die tatsächlichen Berührflächen einerseits möglichst klein sein sollen, andererseits die Flächenpressungen jedoch nicht zu hoch werden, um Verschleiß und Materialermüdung in Grenzen zu halten.The greater the selected curvature ratios A / R, the smaller the contact areas and thus also the actual contact surfaces. During the execution, it should be noted that the actual contact surfaces should be as small as possible on the one hand, but on the other hand the surface pressures should not be too high in order to keep wear and material fatigue within limits.

4 zeigt in nichtmaßstäblicher schematischer Darstellung ein Beispiel für die weitere Gestaltung der Außenfläche 12 des Käfigs 4. Mit dem Radius r0 die fiktive Kugelfläche als Bezugsgröße aus 3 eingezeichnet. Die Y-Achse fällt bei ungebeugtem Gelenk mit der Gelenkmittelebene E zusammen, während die X-Achse der Bauteilachse entspricht. 4th shows in a schematic representation not to scale an example of the further design of the outer surface 12 of the cage 4th . With the radius r0, use the fictitious spherical surface as the reference variable 3 drawn. When the joint is not flexed, the Y-axis coincides with the joint median plane E. together, while the X-axis corresponds to the component axis.

An den Kontaktbereich 17 mit dem Krümmungsradius RKA , der in 4 mit r3 bezeichnet ist und den Krümmungsmittelpunkt M3 besitzt, schließt ein Abschnitt 18 mit größerem Krümmungsradius r2 an. Dessen Krümmungsmittelpunkt M2 liegt in Bezug auf die Bauteilachse auf der anderen Seite als der Krümmungsmittelpunkt M3. An den Abschnitt 18 mit größerem Krümmungsradius r2 schließt ein weiterer Abschnitt 19 an, dessen Krümmungsradius r1 kleiner ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner der Krümmungsradius r1 des weiteren Abschnitts 19 größer als der Krümmungsradius r3 des Kontaktbereichs 17. Der entsprechende Krümmungsmittelpunkt M1 liegt näher an der Bauteilachse als der Krümmungsmittelpunkt M3. Die verschiedenen Krümmungsradien gehen bei den Punkten P1 und P2 wiederum tangential ineinander über.To the contact area 17th with the radius of curvature R KA who is in 4th is denoted by r3 and has the center of curvature M3, closes a section 18th with a larger radius of curvature r2. Its center of curvature M2 lies with respect to the component axis on the other side than the center of curvature M3. To the section 18th Another section closes with a larger radius of curvature r2 19th whose radius of curvature r1 is smaller than its distance from the joint flexion center Z . In the illustrated embodiment, the radius of curvature r1 of the further section is also 19th greater than the radius of curvature r3 of the contact area 17th . The corresponding center of curvature M1 is closer to the component axis than the center of curvature M3. The different radii of curvature merge tangentially into one another at points P1 and P2.

Der umlaufende Kontaktbereich 20 der Käfigführungsfläche 8 am Gelenkinnenteil 3 liegt bei ungebeugtem Gelenk in einem Winkelbereich von 10° bis 35°, vorzugsweise 22° bis 30° zur Gelenkmittelebene E. Dabei ist der Krümmungsradius RI des Kontaktbereichs 20 kleiner als dessen Abstand AI zum Beugezentrum Z des Gelenks. Vorzugsweise ist hierzu der Krümmungsmittelpunkt MI des Kontaktbereichs 20 gegenüber dem Gelenkbeugezentrum Z axial und radial versetzt.The surrounding contact area 20th the cage guide surface 8th on the inner part of the joint 3 If the joint is not flexed, it is in an angular range of 10 ° to 35 °, preferably 22 ° to 30 °, to the joint center plane E. . Where is the radius of curvature R I of the contact area 20th smaller than its distance A I to the flexion center Z of the joint. For this purpose, the center of curvature is preferably M I of the contact area 20th opposite the joint flexion center Z axially and radially offset.

Eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MI bildet zur Ebene E einen Winkel X, der zwischen 10° und 35°, bei optimaler Gestaltung zwischen 22° und 30° liegt.A line connecting the flexion center of the joint Z to the center of curvature M I forms to the plane E. an angle X , which is between 10 ° and 35 °, with optimal design between 22 ° and 30 °.

Der Abstand AI vom Gelenkbeugezentrum Z steht zum Krümmungsradius RI im Verhältnis 1,001 < AI/RI < 1,7.The distance A I from the joint flexion center Z stands for the radius of curvature R I in the ratio 1.001 <A I / R I <1.7.

Wie ein Vergleich der 6 und 7 zeigt, werden bei gestrecktem Gelenk zwischen der Außenfläche 12 des Käfigs 4 und der Käfigführungsfläche 7 des Gelenkaußenteils 2 drei Schmierstoffspalte S1a, S2a und SMa gebildet, die durch lokal verjüngte Radialabstände zwischen der Käfigführungsfläche 7 und der Gegenfläche 12 des Käfigs 4 in Axialrichtung des Gelenks gegeneinander abgegrenzt sind. Im Bereich der mittleren Abschnitte 15 und 18 der Außenfläche 12 des Käfigs 4 bzw. der Käfigführungsfläche 7 besteht ein mittlerer Schmierstoffspalt SMa, der sich in Axialrichtung verjüngt. An diesen grenzen zwei seitliche Schmierstoffspalte S1a und S2a an, die sich im Bereich der äußeren Endabschnitte der Kontaktbereiche 14 und 17 bzw. 16 und 19 erweitern.Like comparing the 6th and 7th shows, when the joint is extended between the outer surface 12 of the cage 4th and the cage guide surface 7th of the outer joint part 2 three lubricant gaps S 1a , S 2a and S Ma formed by locally tapered radial distances between the cage guide surface 7th and the mating surface 12 of the cage 4th are delimited from one another in the axial direction of the joint. In the area of the middle sections 15th and 18th the outer surface 12 of the cage 4th or the cage guide surface 7th there is a mean lubricant gap S Ma , which tapers in the axial direction. Two lateral lubricant gaps S 1a and S 2a adjoin these, which are located in the area of the outer end sections of the contact areas 14th and 17th or. 16 and 19th expand.

5 zeigt in nichtmaßstäblicher schematischer Darstellung ein Beispiel für die weitere Gestaltung der Käfigführungsfläche 8. Mit dem Radius r0 ist eine fiktive Kugelfläche als Bezugsgröße angedeutet, auf die in 6 Bezug genommen wird. Die Y-Achse fällt bei ungebeugtem Gelenk mit der Gelenkmittelebene E zusammen, während die X-Achse der Bauteilachse entspricht. 5 shows, in a schematic representation not to scale, an example of the further design of the cage guide surface 8th . With the radius r0 a fictitious spherical surface is indicated as a reference variable, to which in 6th Is referred to. When the joint is not flexed, the Y-axis coincides with the joint median plane E. together, while the X-axis corresponds to the component axis.

An den Kontaktbereich 20 des Gelenkinnenteils 3 mit dem Krümmungsradius RI , der in 5 mit r1 bezeichnet ist und den Krümmungsmittelpunkt M1 besitzt, schließt ein Abschnitt 21 mit größerem Krümmungsradius r2 an. Dessen Krümmungsmittelpunkt M2 liegt in Bezug auf die Bauteilachse auf der anderen Seite, als der Krümmungsmittelpunkt M1. An den Abschnitt 21 mit kleinerem Krümmungsradius r2 schließt ein weiterer Abschnitt 22 an, dessen Krümmungsradius r3 kleiner ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zudem der Krümmungsradius r3 des weiteren Abschnitts 22 größer als der Krümmungsradius r1 des Kontaktbereichs 20. Der entsprechende Krümmungsmittelpunkt M3 liegt näher an der Bauteilachse als der Krümmungsmittelpunkt M1. Die verschiedenen Krümmungsradien gehen bei den Punkten P1 und P2 tangential ineinander über.To the contact area 20th of the inner joint part 3 with the radius of curvature R I who is in 5 is denoted by r1 and has the center of curvature M1, closes a section 21st with a larger radius of curvature r2. Its center of curvature M2 lies in relation to the component axis on the other side than the center of curvature M1. To the section 21st Another section closes with a smaller radius of curvature r2 22nd whose radius of curvature r3 is smaller than its distance from the joint flexion center Z . In the illustrated embodiment, the radius of curvature is also r3 of the further section 22nd greater than the radius of curvature r1 of the contact area 20th . The corresponding center of curvature M3 is closer to the component axis than the center of curvature M1. The different radii of curvature merge tangentially at points P1 and P2.

Der umlaufende Kontaktbereich 23 der Innenfläche 13 des Käfigs 4, der gegebenenfalls durch die Fenster 5 unterbrochen sein kann, liegt bei ungebeugtem Gelenk in einem Winkelbereich von 10° bis 35°, vorzugsweise 22° bis 30° zur Gelenkmittelebene E. Dabei ist der Krümmungsradius RKI des Kontaktbereichs 23 größer als dessen Abstand AKI zum Beugezentrum Z des Gelenks. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Krümmungsmittelpunkt MKI des Kontaktbereichs 23 gegenüber dem Gelenkbeugezentrum Z axial und radial versetzt ist.The surrounding contact area 23 the inner surface 13th of the cage 4th who, if necessary, through the window 5 can be interrupted, if the joint is not flexed it is in an angular range of 10 ° to 35 °, preferably 22 ° to 30 °, to the joint center plane E. . Where is the radius of curvature R KI of the contact area 23 greater than its distance A AI to the flexion center Z of the joint. This is preferably achieved in that the center of curvature M KI of the contact area 23 opposite the joint flexion center Z is axially and radially offset.

Eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MKI bildet zur Ebene E einen Winkel δ, der zwischen 10° und 35°, bei optimaler Gestaltung zwischen 22° und 30° liegt.A line connecting the flexion center of the joint Z to the center of curvature M KI forms to the plane E. an angle δ , which is between 10 ° and 35 °, with optimal design between 22 ° and 30 °.

Der Abstand AKI vom Gelenkbeugezentrum Z steht zum Krümmungsradius RKI im Verhältnis 1,001 < RKI/AKI < 1,9.The distance A AI from the joint flexion center Z stands for the radius of curvature R KI in the ratio 1.001 <R KI / A KI <1.9.

Es ist vorteilhaft, die Winkel X und δ gleich zu wählen. Das Verhältnis RI/AI kann gleich dem Verhältnis AKI/RKI gewählt werden. Damit der Käfig 4 eine möglichst große Materialdicke aufweist, kann es vorteilhaft sein, AI/RI > RKI/AKI auszuführen.It is beneficial to the angles X and δ to choose right away. The relationship R I / A I can be chosen equal to the ratio A KI / R KI . So that the cage 4th has the greatest possible material thickness, it can be advantageous to design A I / R I > R KI / A KI .

6 zeigt in nichtmaßstäblicher schematischer Darstellung ein Beispiel für die weitere Gestaltung der Außenfläche 12 des Käfigs 4. Mit dem Radius r0 die fiktive Kugelfläche als Bezugsgröße aus 5 eingezeichnet. Die Y-Achse fällt bei ungebeugtem Gelenk mit der Gelenkmittelebene E zusammen, während die X-Achse der Bauteilachse entspricht. 6th shows in a schematic representation not to scale an example of the further design of the outer surface 12 of the cage 4th . With the radius r0, use the fictitious spherical surface as the reference variable 5 drawn. When the joint is not flexed, the Y-axis coincides with the joint median plane E. together, while the X-axis corresponds to the component axis.

An den Kontaktbereich 23 mit dem Krümmungsradius RKI , der in 6 mit r1 bezeichnet ist und den Krümmungsmittelpunkt M1 besitzt, schließt ein Abschnitt 24 mit kleinerem Krümmungsradius r2 an. Dessen Krümmungsmittelpunkt M2 liegt in Bezug auf die Bauteilachse auf der anderen Seite, als der Krümmungsmittelpunkt M1. An den Abschnitt 24 mit kleinerem Krümmungsradius r1 schließt ein weiterer Abschnitt 25 an, dessen Krümmungsradius r3 größer ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner der Krümmungsradius r3 des weiteren Abschnitts 25 kleiner als der Krümmungsradius r1 des Kontaktbereichs 23. Der entsprechende Krümmungsmittelpunkt M3 liegt näher an der Bauteilachse als der Krümmungsmittelpunkt M1. Die verschiedenen Krümmungsradien gehen bei den Punkten P1 und P2 wiederum tangential ineinander über.To the contact area 23 with the radius of curvature R KI who is in 6th is denoted by r1 and has the center of curvature M1, closes a section 24 with a smaller radius of curvature r2. Its center of curvature M2 lies in relation to the component axis on the other side than the center of curvature M1. To the section 24 Another section closes with a smaller radius of curvature r1 25th whose radius of curvature r3 is greater than its distance from the joint flexion center Z . In the illustrated embodiment, the radius of curvature is also r3 of the further section 25th smaller than the radius of curvature r1 of the contact area 23 . The corresponding center of curvature M3 is closer to the component axis than the center of curvature M1. The different radii of curvature merge tangentially into one another at points P1 and P2.

Ein Vergleich der 8 und 9 zeigt, dass im Bereich der mittleren Abschnitte 21 und 24 ein mittlerer Schmierstoffspalt SMi gebildet wird, der sich in Axialrichtung verjüngt. An diesen grenzen jenseits der engsten Annäherung zwischen der Käfigführungsfläche 8 und der Gegenfläche 13 zwei seitliche Schmierstoffspalte S1i und S2i an, die sich im Bereich der axial außenliegenden Endabschnitte der Kontaktbereiche 20 und 23 bzw. 22 und 25 erweitern.A comparison of the 8th and 9 shows that in the area of the middle sections 21st and 24 a mean lubricant gap S Mi is formed, which tapers in the axial direction. These border beyond the closest approach between the cage guide surface 8th and the mating surface 13th two lateral lubricant gaps S 1i and S 2i , which are located in the area of the axially outer end sections of the contact areas 20th and 23 or. 22nd and 25th expand.

Von dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Abhandlungen möglich. So können insbesondere die nicht-belasteten Abschnitte 16, 19, 22 und 25 so gestaltet werden, dass diese bei Umkehrung der Kraftrichtung an den Kugeln 6 lokale Berührflächen zur Verfügung stellen. Dies ist vor allem bei einer Ausgestaltung als Gegenbahngelenk vorteilhaft, bei dem sich die Kugelrillenpaare in entgegengesetzte Richtungen öffnen und die Kontaktbereiche am Gelenkaußenteil, Gelenkinnenteil sowie den Innen- und Außenflächen des Käfigs jeweils beidseits der Gelenkmittelebene des ungebeugten Gelenks vorgesehen sind. Ferner kann eine symmetrische Gestaltung des Käfigs 4 von Vorteil sein.Numerous discussions are possible from the exemplary embodiment explained above. In particular, the non-loaded sections 16 , 19th , 22nd and 25th designed in such a way that this occurs when the direction of force on the balls is reversed 6th Provide local contact surfaces. This is particularly advantageous in a configuration as a counter track joint in which the pairs of ball grooves open in opposite directions and the contact areas on the outer joint part, inner joint part and the inner and outer surfaces of the cage are provided on both sides of the joint center plane of the undeflected joint. Furthermore, a symmetrical design of the cage 4th be beneficial.

Weiterhin können im Unterschied zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Mittelachsen der Kugellaufrillen 9 und 10 jeweils in einer die Bauteilmittelachse A bzw. C enthaltenden Radialebene verlaufen, auch gekreuzte Kugellaufrillen vorgesehen werden. Die Kontaktbereiche können wie bei den vorstehend genannten Gegenbahngelenken ausgeführt werden. Bei wechselseitigem Kreuzen sind die Kräfte analog zu Gegenbahngelenken aufgehoben.Furthermore, in contrast to the illustrated embodiment, in which the central axes of the ball running grooves 9 and 10 each in one of the component central axis A. or. C. containing radial plane, also crossed ball grooves are provided. The contact areas can be designed as in the case of the counter track joints mentioned above. In the case of reciprocal crossing, the forces are canceled out, analogous to counter-path joints.

Die Kontaktbereiche können sowohl als Kreisbogenabschnitte als auch als Ellipsenabschnitte mit den genannten Krümmungsradien ausgeführt werden. Zudem sind Kurvenzügen bestehend aus mehreren Kreisbogenabschnitten, Ellipsenabschnitten und/oder Geraden möglich werden.The contact areas can be designed both as circular arc sections and as elliptical sections with the specified radii of curvature. In addition, curves consisting of several circular arc sections, elliptical sections and / or straight lines are possible.

Die Erfindung wurde anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention has been explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments. However, it is not restricted to these, but rather encompasses all the configurations defined by the patent claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
GleichlauffestgelenkConstant velocity fixed joint
22
GelenkaußenteilJoint outer part
33
GelenkinnenteilInner joint part
44th
KäfigCage
55
Fensterwindow
66th
KugelBullet
77th
KäfigführungsflächeCage guide surface
88th
KäfigführungsflächeCage guide surface
99
KugellaufrilleBall groove
1010
KugellaufrilleBall groove
1212
Außenfläche des KäfigsOuter surface of the cage
1313
Innenfläche des KäfigsInner surface of the cage
1414th
Kontaktbereich an der Kugelführungsfläche des GelenkaußenteilsContact area on the ball guide surface of the outer joint part
1515th
mittlerer Abschnitt der Kugelführungsfläche des Gelenkaußenteilsmiddle section of the ball guide surface of the outer joint part
1616
weiterer Abschnitt der Kugelführungsfläche des GelenkaußenteilsAnother section of the ball guide surface of the outer joint part
1717th
Kontaktbereich an der Außenfläche des KäfigsContact area on the outer surface of the cage
1818th
mittlerer Abschnitt der Außenfläche des Käfigsmiddle section of the outer surface of the cage
1919th
weiterer Abschnitt der Außenfläche des Käfigsanother section of the outer surface of the cage
2020th
Kontaktbereich an der Kugelführungsfläche des GelenkinnenteilsContact area on the ball guide surface of the inner joint part
2121st
mittlerer Abschnitt der Kugelführungsfläche des Gelenkinnenteilsmiddle section of the ball guide surface of the inner joint part
2222nd
weiterer Abschnitt der Kugelführungsfläche des GelenkinnenteilsAnother section of the ball guide surface of the inner joint part
2323
Kontaktbereich an der Innenfläche des KäfigsContact area on the inner surface of the cage
2424
mittlerer Abschnitt der Innenfläche des Käfigsmiddle section of the inner surface of the cage
2525th
weiterer Abschnitt der Innenfläche des Käfigsanother section of the inner surface of the cage
AA.
Bauteilachse des GelenkaußenteilsComponent axis of the outer joint part
BB.
Bauteilachse des KäfigsComponent axis of the cage
CC.
Bauteilachse des GelenkinnenteilsComponent axis of the inner joint part
EE.
GelenkmittelebeneJoint median plane
ZZ
GelenkbeugezentrumJoint flexion center
AA A A
Abstand Kontaktbereich an der Kugelführungsfläche des Gelenkaußenteils-GelenkbeugezentrumDistance contact area on the ball guide surface of the outer joint part-joint flexion center
AKA A KA
Abstand Kontaktbereich an der Außenfläche des Käfigs - GelenkbeugezentrumDistance contact area on the outer surface of the cage - joint flexion center
AKI A AI
Abstand Kontaktbereich an der Innenfläche des Käfigs - GelenkbeugezentrumDistance from the contact area on the inner surface of the cage to the joint flexion center
AI A I
Abstand Kontaktbereich an der Kugelführungsfläche des Gelenkinnenteils-GelenkbeugezentrumDistance contact area on the ball guide surface of the inner joint part-joint flexion center
MA M A
Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs an der Kugelführungsfläche des GelenkaußenteilsCenter of curvature of the contact area on the ball guide surface of the outer joint part
MKA M KA
Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs an der Außenfläche des KäfigsCenter of curvature of the contact area on the outer surface of the cage
MKI M KI
Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs an der Innenfläche des KäfigsCenter of curvature of the contact area on the inner surface of the cage
MI M I
Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs an der Kugelführungsfläche des GelenkinnenteilsCenter of curvature of the contact area on the ball guide surface of the inner joint part
OFF,OFF,
axialer Offset des Krümmungsmittelpunkts der Käfigführungsfläche des Gelenkinnenteilsaxial offset of the center of curvature of the cage guide surface of the inner joint part
OFFKa OFF Ka
axialer Offset des Krümmungsmittelpunkts der Außenfläche des Käfigsaxial offset of the center of curvature of the outer surface of the cage
PA1 P A1
Krümmungsmittelpunkt eines seitlichen Abschnitts der Käfigführungsfläche des GelenkaußenteilsCenter of curvature of a lateral section of the cage guide surface of the outer joint part
PAMPAM
Krümmungsmittelpunkt eines mittleren Abschnitts der Käfigführungsfläche des GelenkaußenteilsCenter of curvature of a central section of the cage guide surface of the outer joint part
PI P I
Krümmungsmittelpunkt der Käfigführungsfläche des GelenkinnenteilsCenter of curvature of the cage guide surface of the inner joint part
PKa P Ka
Krümmungsmittelpunkt der Außenfläche des KäfigsCenter of curvature of the outer surface of the cage
PKi1 P Ki1
Krümmungsmittelpunkt eines seitlichen Abschnitts der Innenfläche des KäfigsCenter of curvature of a lateral section of the inner surface of the cage
PKiM P KiM
Krümmungsmittelpunkt des mittleren Abschnitts der Innenfläche des KäfigsCenter of curvature of the central portion of the inner surface of the cage
RA R A
Krümmungsradius des Kontaktbereichs an der Kugelführungsfläche des GelenkaußenteilsRadius of curvature of the contact area on the spherical guide surface of the outer joint part
RA1 R A1
Krümmungsradius eines seitlichen Abschnitts der Käfigführungsfläche des GelenkaußenteilsRadius of curvature of a lateral section of the cage guide surface of the outer joint part
RAM R AM
Krümmungsradius eines mittleren Abschnitts der Käfigführungsfläche des GelenkaußenteilsRadius of curvature of a central section of the cage guide surface of the outer joint part
RKa R Ka
Krümmungsradius der Außenfläche des KäfigsRadius of curvature of the outer surface of the cage
RKA R KA
Krümmungsradius des Kontaktbereich an der Außenfläche des KäfigsRadius of curvature of the contact area on the outer surface of the cage
RKi1 R Ki1
Krümmungsradius eines seitlichen Abschnitts der Innenfläche des KäfigsRadius of curvature of a lateral portion of the inner surface of the cage
RKiM R KiM
Krümmungsradius des mittleren Abschnitts der Innenfläche des KäfigsRadius of curvature of the central portion of the inner surface of the cage
RKI R KI
Krümmungsradius des Kontaktbereich an der Innenfläche des KäfigsRadius of curvature of the contact area on the inner surface of the cage
RI R I
Krümmungsradius des Kontaktbereichs an der Kugelführungsfläche des GelenkinnenteilsRadius of curvature of the contact area on the spherical guide surface of the inner joint part
RI R I
Krümmungsradius der Käfigführungsfläche des GelenkinnenteilsRadius of curvature of the cage guide surface of the inner joint part
S1 S 1
seitlicher Schmierstoffspalt (i: innen; a: außen)lateral lubricant gap (i: inside; a: outside)
S2 S 2
seitlicher Schmierstoffspalt (i: innen; a: außen)lateral lubricant gap (i: inside; a: outside)
SM S M
seitlicher Schmierstoffspalt (i: innen; a: außen)lateral lubricant gap (i: inside; a: outside)
VaxKi1 V axKi1
axialer Versatzaxial misalignment
VradKi1 V radKi1
radialer Versatzradial misalignment
VradKiM V radKiM
radialer Versatzradial misalignment
aa
BeugewinkelFlexion angle
γ1,2 γ 1.2
Winkelbereich eines seitlichen SchmierstoffspaltsAngular range of a lateral lubricant gap
γM γ M
Winkelbereich eines mittleren SchmierstoffspaltsAngular range of a mean lubricant gap
δδ
KontaktbereichwinkelContact area angle
εε
KontaktbereichwinkelContact area angle
XX
KontaktbereichwinkelContact area angle
ψI ψ I
SteuerwinkelSteering angle
ϕϕ
KontaktbereichwinkelContact area angle

Claims (37)

Gleichlauffestgelenk, umfassend ein Gelenkaußenteil (2), das an seinem Innenumfang eine Käfigführungsfläche (7) sowie eine Vielzahl von Kugellaufrillen (9) aufweist, ein Gelenkinnenteil (3), das an seinem Außenumfang eine Käfigführungsfläche (8) sowie eine Vielzahl von Kugellaufrillen (10) aufweist, einen zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und dem Gelenkinnenteil (3) angeordneten Käfig (4), der zwischen den Käfigführungsflächen (7, 8) des Gelenkaußenteils (2) und des Gelenkinnenteils (3) geführt ist, und Kugeln (6), die jeweils in einem Fenster (5) des Käfigs (4) angeordnet und durch diesen in einer Gelenkmittelebene (E) gehalten sind und mit den Kugellaufrillen (9, 10) des Gelenkaußenteils (2) und des Gelenkinnenteils (3) zur Drehmomentübertragung in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass bei gestrecktem Gelenk zwischen einer Käfigführungsfläche (7, 8) und der zugehörigen Gegenfläche (12, 13) des Käfigs (4) drei Schmierstoffspalte (S1, S2, SM) gebildet werden, die durch lokal verjüngte Radialabstände zwischen der Käfigführungsfläche (7, 8) und der Gegenfläche (12, 13) des Käfigs (4) in Axialrichtung des Gelenks gegeneinander abgegrenzt sind, wobei ein mittlerer Schmierstoffspalt (SM) zwischen zwei seitlichen Schmierstoffspalten (S1, S2) angeordnet ist, welche sich jeweils in Richtung des mittleren Schmierstoffspalts (SM) verjüngen, und der mittlere Schmierstoffspalt (SM) sichelförmig ausgebildet ist und sich zu seinen beiden axialen Enden hin kontinuierlich verjüngt.Constant velocity fixed joint, comprising an outer joint part (2) which has a cage guide surface (7) and a plurality of ball running grooves (9) on its inner circumference, an inner joint part (3) which has a cage guide surface (8) and a large number of ball running grooves (10) on its outer circumference ), a cage (4) arranged between the outer joint part (2) and the inner joint part (3), which is guided between the cage guide surfaces (7, 8) of the outer joint part (2) and the inner joint part (3), and balls (6) which are each arranged in a window (5) of the cage (4) and held by this in a joint center plane (E) and with the ball running grooves (9, 10) of the outer joint part (2) and the inner joint part (3) are in engagement for torque transmission, characterized in that when the joint is extended between a cage guide surface (7, 8) and the associated counter surface (12, 13) of the cage (4 ) three lubricant gaps (S 1 , S 2 , S M ) are formed, which are delimited from one another in the axial direction of the joint by locally tapered radial distances between the cage guide surface (7, 8) and the counter surface (12, 13) of the cage (4), wherein a central lubricant gap (S M ) is arranged between two lateral lubricant gaps (S 1 , S 2 ), which taper in the direction of the central lubricant gap (S M ), and the central lubricant gap (S M ) is sickle-shaped and converges its two axial ends continuously tapers. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich eines seitlichen Schmierstoffspalts (S1, S2) bezogen auf das Gelenkbeugezentrum (Z) mindestens 9° beträgt und vorzugsweise im Bereich von 9 bis 25° liegt.Constant velocity fixed joint according to Claim 1 , characterized in that the angular range of a lateral lubricant gap (S 1 , S 2 ) based on the joint flexion center (Z) is at least 9 ° and is preferably in the range from 9 to 25 °. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Winkelbereich eines seitlichen Spalts (S1, S2) zum Winkelbereich des mittleren Spalts (SM) bezogen auf das Gelenkbeugezentrum (Z) im Bereich von 0,3 bis 0,7 liegt.Constant velocity fixed joint according to Claim 1 or 2 , characterized in that the ratio of the angular range of a lateral gap (S 1 , S 2 ) to the angular range of the central gap (S M ) based on the joint flexion center (Z) is in the range from 0.3 to 0.7. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffspalte (S1, S2, SM) zwischen einer Käfigführungsfläche und der zugehörigen Gegenfläche am Käfig durch Abweichungen der Gegenfläche des Käfigs von einer Kugelform erzeugt sind, während die Käfigführungsfläche eine Kugelform aufweist.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the lubricant gaps (S 1 , S 2 , S M ) between a cage guide surface and the associated counter surface on the cage are generated by deviations of the counter surface of the cage from a spherical shape, while the cage guide surface has a spherical shape. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffspalte (S1, S2, SM) zwischen einer Käfigführungsfläche und der zugehörigen Gegenfläche am Käfig durch Abweichungen der Käfigführungsfläche von einer Kugelform erzeugt sind, während die Gegenfläche des Käfigs eine Kugelform aufweist.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the lubricant gaps (S 1 , S 2 , S M ) between a cage guide surface and the associated counter surface on the cage are generated by deviations of the cage guide surface from a spherical shape, while the counter surface of the cage has a spherical shape. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffspalte (S1, S2, SM) zwischen dem Gelenkinnenteil (3) und dem Käfig (4) durch Abweichungen der Innenfläche (13) des Käfigs (4) von einer Kugelform erzeugt sind, während die Käfigführungsfläche (8) am Gelenkinnenteil (3) eine Kugelform aufweist, und die Schmierstoffspalte (S1, S2, SM) zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und dem Käfig (4) durch Abweichungen der Käfigführungsfläche (7) am Gelenkaußenteil (2) von einer Kugelform erzeugt sind, während die Außenfläche (12) des Käfigs (4) eine Kugelform aufweist.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the lubricant gaps (S 1 , S 2 , S M ) between the inner joint part (3) and the cage (4) are generated by deviations of the inner surface (13) of the cage (4) from a spherical shape, while the cage guide surface (8) on the inner joint part (3) has a spherical shape, and the lubricant gaps (S 1 , S 2 , S M ) between the outer joint part (2) and the cage (4) due to deviations of the cage guide surface (7) on the outer joint part (2) from a spherical shape are generated, while the outer surface (12) of the cage (4) has a spherical shape. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigführungsfläche (8) am Gelenkinnenteil (3) einen konstanten Radius RI um einen Krümmungsmittelpunkt PI auf der Längsmittelachse des Gelenkinnenteils (3) aufweist, und die zugehörige Innenfläche (13) am Käfig im Bereich der seitlichen Schmierstoffspalte (S1, S2) einen Radius RKi1 aufweist, der das 1,05 bis 1,2-fache von RI beträgt, sowie im Bereich des mittleren Schmierstoffspalts (SM) einen Radius RKiM, der das 0,4 bis 0,7-fache von RI beträgt, wobei die Abschnitte mit unterschiedlichen Radien am Käfig (4) tangential ineinander übergehen.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the cage guide surface (8) on the inner joint part (3) has a constant radius R I around a center of curvature P I on the longitudinal center axis of the inner joint part (3), and the associated inner surface (13) on the cage in the area of the lateral lubricant gaps ( S 1 , S 2 ) has a radius R Ki1 that is 1.05 to 1.2 times that of R I , and in the area of the middle lubricant gap (S M ) a radius R KiM that is 0.4 to 0 , 7 times R I , the sections with different radii on the cage (4) merging tangentially into one another. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (12) des Käfigs (4) einen konstanten Radius RKa um einen Krümmungsmittelpunkt PKa auf der Längsmittelachse des Käfigs (4) aufweist, und die zugehörige Käfigführungsfläche (7) am Gelenkaußenteil (2) im Bereich der seitlichen Schmierstoffspalte (S1, S2) einen Radius RA1 aufweist, der das 1,05 bis 1,2-fache von RKa beträgt, sowie im Bereich des mittleren Schmierstoffspalts (SM) einen Radius RAM, der das 0,4 bis 0,7-fache von RKa beträgt, wobei die Abschnitte mit unterschiedlichen Radien an der Käfigführungsfläche (7) tangential ineinander übergehen.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the outside (12) of the cage (4) has a constant radius R Ka around a center of curvature P Ka on the longitudinal center axis of the cage (4), and the associated cage guide surface (7) on the outer joint part (2) in the area of lateral lubricant gap (S 1 , S 2 ) has a radius R A1 , which is 1.05 to 1.2 times R Ka , and in the area of the central lubricant gap (S M ) a radius R AM , which is the 0, 4 to 0.7 times R Ka , the sections with different radii merging tangentially into one another on the cage guide surface (7). Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigführungsfläche (7) des Gelenkaußenteils (2) einen Kontaktbereich (14) zur Anlage an einen Kontaktbereich (17) einer Außenfläche (12) des Käfigs (4) aufweist, wobei der Krümmungsradius RA des Kontaktbereichs (14) am Gelenkaußenteil (2) größer ist als dessen Abstand AA zum Beugezentrum Z des Gelenks, und der Krümmungsradius RKA des Kontaktbereichs (17) an der Außenfläche (12) des Käfigs (4) kleiner ist als dessen Abstand AKA zum Beugezentrum (Z) des Gelenks, und/oder die Käfigführungsfläche (8) des Gelenkinnenteils (3) einen Kontaktbereich (20) zur Anlage an einen Kontaktbereich (23) einer Innenfläche (13) des Käfigs (4) aufweist, wobei der Krümmungsradius RI des Kontaktbereichs (20) am Gelenkinnenteil (3) kleiner ist als dessen Abstand AI zum Beugezentrum Z des Gelenks, und der Krümmungsradius RKI des Kontaktbereichs (23) an der Innenfläche (13) des Käfigs (4) größer ist als dessen Abstand AKI zum Beugezentrum Z des Gelenks.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the cage guide surface (7) of the outer joint part (2) has a contact area (14) for bearing against a contact area (17) of an outer surface (12) of the cage (4), the radius of curvature R A of the contact area (14) on the outer joint part (2) is greater than its distance A A to the flexion center Z of the joint, and the radius of curvature R KA of the contact area (17) on the outer surface (12) of the cage (4) is smaller than its distance AKA to the flexion center (Z) of the joint, and / or the cage guide surface (8) of the inner joint part (3) has a contact area (20) for contact with a contact area (23) of an inner surface (13) of the cage (4), the radius of curvature R I of the contact area (20) on the inner joint part (3 ) is smaller than its distance A I from the flexion center Z of the joint, and the radius of curvature R KI of the contact area (23) on the inner surface (13) of the cage (4) is greater than its distance A KI from the flexion center Z of the joint. Gleichlauffestgelenk nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigführungsfläche (7) des Gelenkaußenteils (2) einen Kontaktbereich (14) zur Anlage an einen Kontaktbereich (17) einer Außenfläche (12) des Käfigs (4) aufweist, wobei der Krümmungsradius RA des Kontaktbereichs (14) am Gelenkaußenteil (2) größer ist als dessen Abstand AA zum Beugezentrum Z des Gelenks, und der Krümmungsradius RKA des Kontaktbereichs (17) an der Außenfläche (12) des Käfigs (4) kleiner ist als dessen Abstand AKA zum Beugezentrum (Z) des Gelenks, und/oder die Käfigführungsfläche (8) des Gelenkinnenteils (3) einen Kontaktbereich (20) zur Anlage an einen Kontaktbereich (23) einer Innenfläche (13) des Käfigs (4) aufweist, wobei der Krümmungsradius RI des Kontaktbereichs (20) am Gelenkinnenteil (3) kleiner ist als dessen Abstand AI zum Beugezentrum Z des Gelenks, und der Krümmungsradius RKI des Kontaktbereichs (23) an der Innenfläche (13) des Käfigs (4) größer ist als dessen Abstand AKI zum Beugezentrum Z des Gelenks.Constant velocity fixed joint according to the generic term of Claim 1 , characterized in that the cage guide surface (7) of the outer joint part (2) has a contact area (14) for bearing against a contact area (17) of an outer surface (12) of the cage (4), the radius of curvature R A of the contact area (14) on the outer joint part (2) is greater than its distance A A to the flexion center Z of the joint, and the radius of curvature R KA of the contact area (17) on the outer surface (12) of the cage (4) is smaller than its distance AKA from the flexion center (Z) of the joint, and / or the cage guide surface (8) of the inner joint part (3) has a contact area (20) for resting against a contact area (23) of an inner surface (13) of the cage (4), the radius of curvature R I of the contact area (20 ) on the inner joint part (3) is smaller than its distance A I from the flexion center Z of the joint, and the radius of curvature R KI of the contact area (23) on the inner surface (13) of the cage (4) is greater than its distance A KI from the flexion center Z of the joint. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (14) der Käfigführungsfläche (7) am Gelenkaußenteil (2) und der Kontaktbereich (17) an der Außenfläche (12) des Käfigs (4) bei ungebeugtem Gelenk in einem Winkelbereich von 8° bis 25°, vorzugsweise 13° bis 20° zur Gelenkmittelebene (E) liegen.Constant velocity fixed joint according to Claim 10 , characterized in that the contact area (14) of the cage guide surface (7) on the outer joint part (2) and the contact area (17) on the outer surface (12) of the cage (4) with the joint not flexed in an angular range of 8 ° to 25 °, preferably 13 ° to 20 ° to the joint center plane (E). Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MA zur Ebene E einen Winkel ε bildet, eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MKA zur Ebene E einen Winkel ϕ bildet, und beide Winkel ε und ϕ gleich groß sind.Constant velocity fixed joint according to Claim 11 , characterized in that a connecting line from the joint flexion center Z to the center of curvature M A to the plane E forms an angle ε, a connecting line from the joint flexion center Z to the center of curvature MKA to the plane E forms an angle ϕ, and both angles ε and ϕ are equal. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs (14) der Käfigführungsfläche (7) am Gelenkaußenteil (2) und/oder des Kontaktbereichs (17) an der Außenfläche (12) des Käfigs (14) gegenüber dem Gelenkbeugezentrum Z axial und radial versetzt ist.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 12 , characterized in that the center of curvature of the contact area (14) of the cage guide surface (7) on the outer joint part (2) and / or of the contact area (17) on the outer surface (12) of the cage (14) is axially and radially offset with respect to the joint flexion center Z. . Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbereich (14) des Gelenkaußenteils (2) Abstand AA Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsradius RA bzw. RA im Verhältnis 1,001 < RA/AA < 3 steht.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 13th , characterized in that at the contact area (14) of the outer joint part (2), the distance A A joint flexion center Z to the radius of curvature R A or R A is in the ratio 1.001 <R A / A A <3. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbereich (17) der Außenfläche (12) des Käfigs (4) der Abstand AK vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsradius RKA im Verhältnis 1,001 < AKA /RKA < 1,7 steht.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 14th , characterized in that at the contact area (17) of the outer surface (12) of the cage (4) the distance A K from the articulation center Z to the radius of curvature R KA is in the ratio 1.001 <A KA / R KA <1.7. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktbereich (14) der Käfigführungsfläche (7) am Innenumfang des Gelenkaußenteils (2) ein Abschnitt (15) mit kleinerem Krümmungsradius anschließt.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 15th , characterized in that a section (15) with a smaller radius of curvature adjoins the contact area (14) of the cage guide surface (7) on the inner circumference of the outer joint part (2). Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Gelenkaußenteil (2) an den Abschnitt (15) mit kleinerem Krümmungsradius ein weiterer Abschnitt (16) anschließt, dessen Krümmungsradius größer ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum.Constant velocity fixed joint according to Claim 16 , characterized in that on the outer joint part (2) on the section (15) with a smaller radius of curvature, a further section (16) connects, the radius of curvature of which is greater than its distance from the center of flexion of the joint. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Gelenkaußenteil (2) der Krümmungsradius des weiteren Abschnitts (16) kleiner ist als der Krümmungsradius des Kontaktbereichs (14).Constant velocity fixed joint according to Claim 17 , characterized in that on the outer joint part (2) the radius of curvature of the further section (16) is smaller than the radius of curvature of the contact area (14). Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktbereich (17) der Außenfläche (12) des Käfigs (4) ein Abschnitt (18) mit größerem Krümmungsradius anschließt.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 18th , characterized in that a section (18) with a larger radius of curvature adjoins the contact area (17) of the outer surface (12) of the cage (4). Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (12) des Käfigs (4) an den Abschnitt (18) mit größerem Krümmungsradius ein weiterer Abschnitt (19) anschließt, dessen Krümmungsradius kleiner ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z.Constant velocity fixed joint according to Claim 19 , characterized in that on the outer surface (12) of the cage (4) on the section (18) with a larger radius of curvature a further section (19) is connected, the radius of curvature of which is smaller than its distance from the center of flexion of the joint Z. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (12) des Käfigs (4) der Krümmungsradius des weiteren Abschnitts (19) größer ist als der Krümmungsradius des Kontaktbereichs (17).Constant velocity fixed joint according to Claim 20 , characterized in that on the outer surface (12) of the cage (4) the radius of curvature of the further section (19) is greater than the radius of curvature of the contact area (17). Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (20) der Käfigführungsfläche (8) am Gelenkinnenteil (3) und der Kontaktbereich (23) an der Innenfläche (13) des Käfigs (4) bei ungebeugtem Gelenk in einem Winkelbereich von 10° bis 35°, vorzugsweise 22° bis 30° zur Gelenkmittelebene (E) liegen.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 21st , characterized in that the contact area (20) of the cage guide surface (8) on the inner joint part (3) and the contact area (23) on the inner surface (13) of the cage (4) with an unbent joint in an angular range of 10 ° to 35 °, preferably 22 ° to 30 ° to the joint center plane (E). Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MI zur Ebene E einen Winkel X bildet, eine Verbindungslinie vom Gelenkbeugezentrum Z zum Krümmungsmittelpunkt MKI zur Ebene E einen Winkel δ bildet, und beide Winkel X und δ gleich groß sind.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 22nd , characterized in that a connecting line from the joint flexion center Z to the center of curvature MI to the plane E forms an angle X, a connecting line from the joint flexion center Z to the center of curvature MKI to the plane E forms an angle δ, and both angles X and δ are equal. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsmittelpunkt des Kontaktbereichs (20) der Käfigführungsfläche (8) am Gelenkinnenteil (3) und/oder des Kontaktbereichs (23) an der Innenfläche (12) des Käfigs (4) gegenüber dem Gelenkbeugezentrum Z axial und radial versetzt ist.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 23 , characterized in that the center of curvature of the contact area (20) of the cage guide surface (8) on the inner joint part (3) and / or of the contact area (23) on the inner surface (12) of the cage (4) is offset axially and radially with respect to the joint flexion center Z. . Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbereich (20) des Gelenkinnenteils (3) Abstand AI vom Gelenkbeugezentrum zum Krümmungsradius RI im Verhältnis 1,001 < AI/RI < 1,7 steht.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 24 , characterized in that at the contact area (20) of the inner joint part (3), the distance A I from the joint flexion center to the radius of curvature R I is in the ratio 1.001 <A I / R I <1.7. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbereich (23) Innenfläche (13) des Käfigs (4) der Abstand AKI vom Gelenkbeugezentrum zum Krümmungsradius RKI im Verhältnis 1,001 < RKI/AKI < 1,9 steht.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 25th , characterized in that at the contact area (23) inner surface (13) of the cage (4) the distance A KI from the articulation center to the radius of curvature R KI is in the ratio 1.001 <R KI / A KI <1.9. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktbereich (20) der Käfigführungsfläche (8) am Außenumfang des Gelenkinnenteils (3) ein Abschnitt (21) mit größerem Krümmungsradius anschließt.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 26th , characterized in that a section (21) with a larger radius of curvature adjoins the contact area (20) of the cage guide surface (8) on the outer circumference of the inner joint part (3). Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass am Gelenkinnenteil (3) an den Abschnitt (21) mit größerem Krümmungsradius ein weiterer Abschnitt (22) anschließt, dessen Krümmungsradius kleiner ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z.Constant velocity fixed joint according to Claim 27 , characterized in that the inner joint part (3) is adjoined by a further section (22) with a larger radius of curvature, the radius of curvature of which is smaller than its distance from the center of flexion of the joint Z. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass am Gelenkinnenteil (3) der Krümmungsradius des weiteren Abschnitts (22) größer ist als der Krümmungsradius des Kontaktbereichs (20).Constant velocity fixed joint according to Claim 28 , characterized in that on the inner joint part (3) the radius of curvature of the further section (22) is greater than the radius of curvature of the contact area (20). Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktbereich (23) der Innenfläche (13) des Käfigs (4) ein Abschnitt (24) mit kleinerem Krümmungsradius anschließt.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 29 , characterized in that a section (24) with a smaller radius of curvature adjoins the contact area (23) of the inner surface (13) of the cage (4). Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche (13) des Käfigs (4) an den Abschnitt (24) mit kleinerem Krümmungsradius ein weiterer Abschnitt (25) anschließt, dessen Krümmungsradius größer ist als dessen Abstand zum Gelenkbeugezentrum Z.Constant velocity fixed joint according to Claim 30 , characterized in that on the inner surface (13) of the cage (4) on the section (24) with a smaller radius of curvature, a further section (25) adjoins, the radius of curvature of which is greater than its distance from the joint flexion center Z. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche (13) des Käfigs (4) der Krümmungsradius des weiteren Abschnitts (25) kleiner ist als der Krümmungsradius des Kontaktbereichs (23).Constant velocity fixed joint according to Claim 31 , characterized in that on the inner surface (13) of the cage (4) the radius of curvature of the further section (25) is smaller than the radius of curvature of the contact area (23). Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass sich alle Kugelrillenpaare (9, 10) in die gleiche Richtung öffnen, wobei die Kontaktbereiche (14, 17) am Gelenkaußenteil (2) und an der Außenfläche (12) des Käfigs (4) auf der Öffnungsseite und die Kontaktbereiche (20, 23) am Gelenkinnenteil (3) und an der Innenfläche (13) des Käfigs (4) der Öffnungsseite gegenüberliegend angeordnet sind.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 32 , characterized in that all ball groove pairs (9, 10) open in the same direction, the contact areas (14, 17) on the outer joint part (2) and on the outer surface (12) of the cage (4) on the opening side and the contact areas (20, 23) on the inner joint part (3) and on the inner surface (13) of the cage (4) are arranged opposite the opening side. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kugelrillenpaare (9, 10) in Umfangsrichtung abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen öffnen und die Kontaktbereiche (14, 17, 20, 23) am Gelenkaußenteil (2), Gelenkinnenteil (3) sowie den Innen- und Außenflächen (12, 13) des Käfigs (4) jeweils beidseits der Gelenkmittelebene (E) des ungebeugten Gelenks vorgesehen sind.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 32 , characterized in that the ball groove pairs (9, 10) in the circumferential direction alternately open in opposite directions and the contact areas (14, 17, 20, 23) on the outer joint part (2), inner joint part (3) and the inner and outer surfaces (12 , 13) of the cage (4) are provided on both sides of the joint center plane (E) of the non-flexed joint. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Kugellaufrillen (9, 10) gekreuzt sind.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 1 to 32 , characterized in that its ball grooves (9, 10) are crossed. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche als Kreisbogenabschnitte, als Ellipsenabschnitte oder als Kurvenzüge bestehend aus mehreren Kreisbogenabschnitten, Ellipsenabschnitten und/oder Geraden ausgebildet sind.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 35 , characterized in that the contact areas are designed as circular arc sections, as elliptical sections or as curves consisting of several circular arc sections, elliptical sections and / or straight lines. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass an den Käfigführungsflächen (7, 8) des Gelenkaußenteils (2) und des Gelenkinnenteils (3) sowie an der Außen- und Innenfläche des Käfigs (4) lediglich die Kontaktbereiche (14, 17, 20, 23) hartbearbeitet sind.Constant velocity fixed joint according to one of the Claims 10 to 36 , characterized in that only the contact areas (14, 17, 20, 23) are hard-machined on the cage guide surfaces (7, 8) of the outer joint part (2) and the inner joint part (3) and on the outer and inner surface of the cage (4) .
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